KR20030004307A - A layered subsystem architecture for a flight management system - Google Patents
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Abstract
연산 플렛폼(21)에 상주하고, 운영자 인터페이스 서브시스템(100), 통신 서브시스템(200), 비행관리 서브시스템(300), 및 데이터베이스 관리 서브시스템(400)을 포함하는 계층화된 서브시스템 아키텍처에 기초한 개선된 항공기 비행 관리 시스템(FMS)으로, 여기서 소정의 서브시스템이 동일하거나 하위 계층구조의 층(layer)에 있는 다른 서브시스템만에 종속되는 것을 허용하는 서브시스템 종속 법칙을 실시하여 아키텍처가 예측된다.Residing on the computing platform 21 and based on a layered subsystem architecture including an operator interface subsystem 100, a communication subsystem 200, a flight management subsystem 300, and a database management subsystem 400. Improved Aircraft Flight Management System (FMS), where the architecture is predicted by enforcing a subsystem dependency law that allows a given subsystem to be dependent only on other subsystems in the same or lower hierarchy .
Description
기존의 비행 관리 시스템(이하, FMS)는 수정하거나 유지하기가 매우 어려웠다. 기존의 FMS 개발 프로그램으로부터의 코드를 엄격하게 재사용하여야 하는 FMS 개발 프로그램은 채택하기 곤란한 정도의 긴 개발기간 및 과도할 정도의 높은 비용을 요구하였다. 또한, 기존의 FMS 개발 프로그램을 사용하여 복수개의 FMS 개발 프로그램을 동시에 수행하는 경우에는 유사한 개발 과업을 수행하는 두 개 이상의 개발 팀은 서로 상대방의 작업을 이용할 수 있는 가능성이 매우 낮다. 이러한 긴 개발기간, 개발비용의 과다 및 팀 시너지의 부족은 기존의 FMS 개발 프로그램의 소프트웨어 아키텍처가 양호하게 문서화되지 않고 용이하게 확장 가능하지 않기 때문에 생기는 문제이다.Existing flight management systems (FMSs) have been very difficult to modify or maintain. The FMS development program, which must strictly reuse the code from the existing FMS development program, required a long development period that was difficult to adopt and an excessively high cost. In addition, when a plurality of FMS development programs are simultaneously executed using an existing FMS development program, two or more development teams performing similar development tasks are less likely to use each other's work. This long development period, excessive development costs and lack of team synergy are problems due to the poorly documented and easily scalable software architecture of existing FMS development programs.
FMS에 있어서 멀티 시스템 관리를 위해서 사용할 수 있는 소프트웨어 아키텍처가 거의 개발되지 않고 또한 문서화되지 않았기 때문에, 신규한 FMS 요구 사항을 구현하기 위해서 요구되는 수정은 소프트웨어 개발자 각각의 생각에 의해서 만들어진다. 소프트웨어 구현의 기초로 사용되는 소프트웨어의 요구사항은 이미 해결된 원천적인 문제 또는 부가된 원천적인 능력을 반영하지 않는 상황이 자주 발생한다. 그 결과로 사용자의 관점에서는 실제적으로 인식할 수 없는 소프트웨어 솔루션이 초래되게 된다.Since little or no software architecture has been developed and documented for multi-system management in FMS, the modifications required to implement the new FMS requirements are made by each software developer. The requirements of the software used as the basis of the software implementation often occur that do not reflect the original problem or the added original capability that has already been solved. The result is a software solution that is virtually unrecognizable from the user's point of view.
시간이 흘러, 변화가 반복되어 그러한 소프트웨어의 구현의 결과로 소프트웨어들끼리 서로 관련이 있지만, 관리가 가능하지 않는 소프트웨어 모듈의 집합이 될 수 있다. 이러한 상황이 발생하면, 그 결과로 "스파게티-코드(spaghetti-code)"가 초래될 수 있다. 문제를 더욱 복잡하게 만드는 것은 여러 개의 FMS 프로그램이 동시에 수행된다는 점이다. 이와 같이 코드에 기초한 개발 공정이 사용되기 때문에, 현재 진행되고 있는 FMS 개발 프로그램이 동시에 진행되는 다른 FMS 개발 프로그램에서 이루어지는 바람직한 변화를 이용하는 것은 실제적으로 불가능하다. 따라서, 하나 이상의 프로그램 팀의 인력이 동시에 동일한 문제를 해결하기 위해서 작업하면서 서로 전혀 협력할 수 없게 된다.Over time, changes can be repeated, resulting in a software module that is related to each other but not manageable as a result of such software implementation. When this situation occurs, the result can be a "spaghetti-code". To complicate matters further, several FMS programs can run simultaneously. As such, a code-based development process is used, it is practically impossible to take advantage of the desired changes made in other FMS development programs that are currently in progress. As a result, the workforce of more than one program team cannot work together to solve the same problem at the same time.
여러 종류의 항공기 기종의 다양한 비행 관련 장비와 호환 가능한 비행 관리 시스템(FMS) 아키텍처를 개선하기 위한 요구가 있었다. 그러한 개선된 FMS 아키텍처는 모든 항공기 기종에 공통된 기능을 포함하거나, 또한 C-5 화물기와 같은 특수한 항공기에 특유한 기능을 포함하는 관련된 FMS 시스템의 집합 또는 프로덕트 라인을 위한 기초를 형성한다.There was a need to improve a flight management system (FMS) architecture that is compatible with a variety of flight-related equipment on a variety of aircraft types. Such an improved FMS architecture forms the basis for a collection or product line of related FMS systems that includes functionality common to all aircraft types, or also includes specific aircraft specific features such as C-5 freighters.
본 발명은 일반적으로 비행 관리 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 싱글 아키텍처를, 정상적인 경우에는 독립적으로 관리되고 집적화가 어려운 여러 가지 서브시스템(예를 들어, 통신, 제어기, 모니터링, 및 데이터 링크 등)으로 확장하는 완전한 기능을 갖는 비행 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention generally relates to a flight management system. More specifically, the present invention provides a full-featured flight management system that extends a single architecture to a variety of subsystems (eg, communications, controllers, monitoring, and data links, etc.) that are independently managed and difficult to integrate in normal circumstances. It is about.
도 1은 FMS의 기본 구성 및 그것을 둘러싼 환경을 도시하고 있다.1 shows the basic configuration of an FMS and the environment surrounding it.
도 2는 FMS 및 관련된 종속성에 관련된 서브시스템의 블록 다이어그램을 도시하고 있다.2 shows a block diagram of a subsystem related to FMS and related dependencies.
도 3은 도 2로부터 서브시스템을 포함하는 추가적인 종속성을 설명하고 있다.FIG. 3 illustrates additional dependencies including the subsystem from FIG. 2.
도 4는 도3에 도시된 서브시스템의 계층적 구조를 도시하고 있다.4 illustrates a hierarchical structure of the subsystem shown in FIG.
도 5는 전체적인 비행 관리 서브시스템에 포함된 5개의 항공전자 서브시스템 사이의 개념적인 종속성을 화살표를 이용하여 설명하는 블록 다이어그램을 도시하고 있다.FIG. 5 shows a block diagram using arrows to illustrate conceptual dependencies between the five avionics subsystems included in the overall flight management subsystem.
도 6은 도 5에 도시된 비행 관리 서브시스템에 대한 서브시스템 종속성 법칙을 설명하기 위한 블록 다이어그램을 도시하고 있다.FIG. 6 shows a block diagram for explaining the subsystem dependency law for the flight management subsystem shown in FIG. 5.
도 7은 분해된 FMS의 계층적 구조를 도시하고 있다.Figure 7 shows the hierarchical structure of the decomposed FMS.
도 8은 전체 FMS 아키텍처 및 관련된 서브시스템의 완전한 서브시스템 계층적 구조, 및 그것들의 상호 종속성을 도시하고 있다.8 shows the complete subsystem hierarchical structure of the overall FMS architecture and associated subsystems, and their interdependencies.
본 발명은 FMS 프로덕트 라인의 기초를 제공하는 개선된 FMS 아키텍처에 관한 것이다. 이 프로덕트 라인 내에 있는 각각의 FMS는 모든 항공기 기종에 공통되거나, 또한 C-5 화물기와 같은 특수한 항공기에 특유한 기능을 포함한다.The present invention is directed to an improved FMS architecture that provides the basis for an FMS product line. Each FMS in this product line is common to all aircraft types, or includes features specific to special aircraft, such as C-5 freighters.
본 발명의 한 측면은 모든 FMS에 있어서 미리 정의된 종속성에 기초하여 서로 인터페이스하기 위해서 관련된 계층화된 아키텍처 레벨에서 다양한 서브시스템을 가능하게 하는 FMS 계층화된 '서브시스템' 아키텍처에 관한 것이다.One aspect of the present invention relates to an FMS layered 'subsystem' architecture that enables various subsystems at an associated layered architecture level to interface with each other based on predefined dependencies for all FMS.
본 발명의 다른 측면은 FMS에 있어서 다양한 서브시스템 사이에서 통신을 제어하고 조정하기 위한 방법에 관한 것이다. 제 1 FMS 아키텍처의 법칙은 각각의 서브시스템 동작은 비행 구간(leg) 전환과 같은, 이미 해결된 실세계의 문제를 반영하는 것이다. 제 2 FMS 아키텍처의 법칙은 FMS 내에서 서브시스템 상호 종속성이 특정의 항공기 동작에 의해서 정의되는 실세계의 상호 종속성에 관련된 미러를 반영한다. 그러한 법칙들은 각각의 FMS 서브시스템의 각각에 연관된 소프트웨어를 구현 및/또는 실행하는 동안에 검증된다.Another aspect of the invention relates to a method for controlling and coordinating communication between various subsystems in an FMS. The law of the first FMS architecture is that each subsystem operation reflects a real-world problem that has already been solved, such as a leg transition. The law of the second FMS architecture reflects a mirror related to the real world interdependencies within which the subsystem interdependencies are defined by a particular aircraft operation. Such laws are verified during implementation and / or execution of software associated with each of each FMS subsystem.
바람직하게는, 본 발명의 FMS의 자동기능은 승무원이 비행 중에 루틴하게 그 기능을 수행하고, 또한 보통의 조건에서는 승무원이 수동으로 수행하는 것이 불가능한 추가적인 고 레벨의 기능을 제공하는 것이다. 본 발명의 개선된 FMS는 계층화된 서브시스템 아키텍처로 계층적으로 구성되고, 연산 플랫폼에 상주하는 소프트웨어를 포함한다. 본 발명의 계층화된 아키텍처 내부의 FMS 서브시스템은 다음을 포함한다.Preferably, the automatic function of the FMS of the present invention is to provide an additional high level of functionality which the crew routinely performs during flight, and which is not possible for the crew to perform manually under normal conditions. The improved FMS of the present invention is hierarchically organized in a layered subsystem architecture and includes software residing on the computing platform. The FMS subsystem inside the layered architecture of the present invention includes the following.
(a) 승무원 및 항공기 사이의 인터페이스를 단순하고 용이하게 이해하고, 승무원으로부터의 FMS 입력을 수집하고, 승무원에게 FMS 출력을 제공하는 오퍼레이트 인터페이스 서브시스템. 상기 서브시스템은 승무원이 항공기 센서로부터 직접적으로 정보를 수집하고 항공기의 장비를 직접 조종할 수 있도록 하는 조정 서비스(어플리케이션 기능)를 제공한다.(a) An operating interface subsystem that provides a simple and easy understanding of the interface between the crew and the aircraft, collects FMS input from the crew, and provides the crew with FMS output. The subsystem provides a coordination service (application function) that allows the crew to collect information directly from the aircraft sensors and to manipulate the aircraft's equipment directly.
(b) 항공기와의 통신을 관리하고 해석하고, 통신에 사용되는 온-보드 장비를 조정하는 통신 서브시스템(b) a communications subsystem that manages and interprets communications with aircraft and coordinates the on-board equipment used for communications;
(c) 전자 비행 계획을 유지하고 항공기의 비행을 유도하는 복잡한 비행 동작과 연관된 기능을 제공하는 비행 관리 서브시스템(c) Flight management subsystems that maintain the electronic flight plan and provide the functions associated with complex flight actions that guide the flight of the aircraft.
(d) 여러 가지 데이터 베이스 및 연관 정보를 제공하고 그것들에 엑세스하는 것을 제어하는 데이터 베이스 관리 서브시스템(d) Database management subsystems that provide various databases and associated information and control access to them.
본 발명의 신규한 특징들은 다음에 기재하는 본 발명의 상세한 설명의 기재에 의해서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하고 또한 용이하게 실시할 수 있다.The novel features of the present invention can be clearly and easily practiced by those skilled in the art by the following detailed description of the invention.
본 발명에 첨부한 도면에 있어서, 동일한 참조 번호는 모든 도면에 있어서 동일하거나 기능적으로 유사한 구성요소를 나타내는 것으로, 명세서 상세한 설명의 일부를 구성하고 본 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 특징을 설명하기 위해서 도시되어 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the drawings appended to the present invention, like reference numerals designate the same or functionally similar elements in all the drawings, and constitute a part of the detailed description of the specification and describe the features of the present invention together with the detailed description. Is shown.
본 발명은 계층화된 서브시스템으로 구성된 소프트웨어 아키텍처를 포함하는 개선된 비행 관리 시스템(FMS)(11)에 관한 것이다. 본 발명의 FMS 계층화된 서브시스템 아키텍처를 개발하는 목적은 FMS 전체에 포함된 개별적인 서브시스템의 소프트웨어의 개발 및 수정에 있어서 필요한 구현 및 종속성의 법칙을 문서화하기 위한것이다.The present invention relates to an improved flight management system (FMS) 11 comprising a software architecture composed of layered subsystems. The purpose of developing the FMS layered subsystem architecture of the present invention is to document the rules of implementation and dependencies required for the development and modification of the software of the individual subsystems contained throughout the FMS.
본 발명의 계층화된 서브시스템 아키텍처는 다양한 항공기 유형에 대한 관련된 FMS 시스템의 패밀리 또는 프로덕트 라인에 사용될 수 있다. 본 발명의 신규하고 진보성있는 FMS 프로덕트 라인은 입체, 영역-베이스(domain based)된 소프트웨어 아키텍처에 근거하고 있고, 각각의 독립된 FMS 소프트웨어는 그 아키텍처에 대하여 체크된다. 소프트웨어를 구현하기 위해서 추종하여야 할 아키텍처에 대한 지침이 없기 때문에, 현재의 시스템은 가장 신속한 방법으로 작업을 수행하는 수단을 사용하는 특별한 방법으로 구현된다. FMS 프로덕트 라인 시스템의 구성 중에 실세계의 종속성을 반영하는 것에 의해서, 스파게티 코드 현상은 대부분 방지할 수 있다.The layered subsystem architecture of the present invention can be used in a family or product line of related FMS systems for various aircraft types. The novel and advanced FMS product line of the present invention is based on a three-dimensional, domain-based software architecture, with each independent FMS software checked against that architecture. Since there is no guidance on the architecture to follow in order to implement software, current systems are implemented in a special way using means to perform work in the fastest way possible. By reflecting real world dependencies in the construction of the FMS product line system, most spaghetti code phenomena can be prevented.
본 발명의 비행 관리 시스템(FMS)은 비행 중에 루틴하게 수행되는 많은 비행 승무원의 작업을 자동화하는 복잡한 집적시스템이다. FMS의 속도 및 성능때문에, 비행 승무원에 의해서 수동적으로는 할 수 없는 여러 가지 고 레벨의 작업이 FMS에 의해서 가능하게 된다. FMS 시스템의 내부 동작은 복잡하지만, 승무원의 입장에서는 그 동작은 매우 간단하다. 승무원에게는, FMS 시스템은 항공기에 있어서 대부분의 항공전자 시스템과의 싱글 인터페이스, 또는 비행계획의 전자적 버전을 탑재하는 시스템이라고 할 수 있다. FMS을 구성하는 데 있어서, 특히 인간과 관련된 점에 있어서 가장 큰 장애는 승무원에 의해서 인식되는 단순성을 보존하면서, 어떤 장면에 내재된 증가된 복잡성의 구현을 계속하는 것이다.The flight management system (FMS) of the present invention is a complex integrated system that automates the work of many flight crews routinely performed during flight. Because of the speed and performance of the FMS, many high-level tasks are made possible by the FMS that cannot be done manually by the flight crew. The internal operation of the FMS system is complex, but from the crew's point of view it is very simple. For the crew, the FMS system is a system that is equipped with a single interface with most avionics systems in an aircraft, or an electronic version of a flight plan. The biggest obstacle in constructing FMS, especially in relation to humans, is to continue to implement the increased complexity inherent in a scene while preserving the simplicity perceived by the crew.
비행 관리 시스템에 의해서 수행되는 작업은 수가 많고 또한 일반적으로 복잡하다. 본 발명에 의해서 제공되는 개선된 FMS 아키텍처는 복잡하지만, 단순하고 용이하게 이해할 수 있는 시스템 아키텍처를 사용자에게 제공한다.The work performed by the flight management system is numerous and generally complex. The improved FMS architecture provided by the present invention provides a user with a complex but simple and easily understood system architecture.
FMS 아키텍처는 최종 사용자의 관점으로 보아 기능적으로 오리엔트된 서브시스템의 관점에서 기재된다. 시스템의 구현이 아키텍처의 개념적인 관점과 부합되는 것이 매우 중요하지만, 그것의 구현이 기능적인 분해 접근방법을 따라야 한다는 것을 의미하지는 않는다. 그러나 선택될 수 있는 구현방법 및 아키텍처에 의해서 부가되는 개념과 법칙은 결과적으로 형성되는 구현을 충실하게 지지한다.The FMS architecture is described in terms of functionally oriented subsystems from the end user's perspective. It is very important that the implementation of the system is consistent with the conceptual view of the architecture, but that does not mean that its implementation must follow a functional decomposition approach. However, the concepts and laws added by the implementation and architecture that can be chosen faithfully support the resulting implementation.
FMS의 아키텍처를 디자인하는데 있어서 첫 번째 단계는 해결해야할 문제를 정의하고 시스템이 동작하는 상황을 시험하는 것이다. 도 1은 FMS(11) 및 그것의 주변환경을 개념적으로 도시하고 있다. 비록 다이어그램이 전체 시스템의 단순한 상황을 도시하고 있지만, 그것을 그러한 방법으로 생각하는 것은 비현실적이지 않다. 결국, FMS(11)은 승무원(12)와 항공기(13)사이의 인터페이스이다. 기본적으로, FMS(11)에 의해서 제공되는 인터페이스를 사용하여 운영자(12)는 FMS(11)에 의해서 제공되는 서비스를 개시한다. 개시된 서비스에 종속하여, FMS(11)은 항공기의 센서(14)로부터의 정보를 획득하고 항공기의 항공전자장비(15)를 조정한다. 또한, 데이터는 인터페이스 디바이스(16)를 사용하여 FMS(11)에 데이터를 로드하거나 FMS(11)으로부터 데이터를 인출할 수 있다.The first step in designing the architecture of an FMS is to define the problem to be solved and to test the system's operation. 1 conceptually illustrates the FMS 11 and its environment. Although the diagram shows a simple situation of the whole system, it is not unrealistic to think of it that way. After all, the FMS 11 is the interface between the crew 12 and the aircraft 13. Basically, using the interface provided by the FMS 11, the operator 12 initiates the service provided by the FMS 11. Depending on the service disclosed, the FMS 11 obtains information from the aircraft's sensors 14 and coordinates the aircraft's avionics 15. In addition, the data may use the interface device 16 to load data to or retrieve data from the FMS 11.
FMS(11)이 개념적인 다이어 그램으로 간단하게 도시되어 있지만, 실질적으로 FMS(11)에 의해서 여러 가지의 복잡한 작업이 수행된다. 그러므로, FMS(11)이 그것의 기능을 수행하는 구체적인 방법을 이해하기 위해서는 도 1에 도시된 FMS 박스의내용을 검토하여야 한다. FMS(101)의 기능을 기재하기 위해서는, 그것의 동작을 서브시스템이라고 하는 몇 개의 그룹으로 분할한다. 그 서브시스템은 그것들의 작업을 수행하기 위해서 다른 서브시스템과 일반적으로 종속된다. 최종적으로, 전체적인 FMS(11)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 그것의 기능을 수행하는 연산 플랫폼(21)에 해당한다.Although the FMS 11 is shown simply in a conceptual diagram, substantially complex tasks are performed by the FMS 11. Therefore, in order to understand the specific way in which the FMS 11 performs its function, the contents of the FMS box shown in FIG. 1 should be reviewed. In order to describe the function of the FMS 101, its operation is divided into several groups called subsystems. The subsystems generally depend on other subsystems to perform their work. Finally, the overall FMS 11 corresponds to a computing platform 21 that performs its function, as shown in FIG.
FMS(11)에 포함된 계층화된 서브시스템 아키텍처의 구성이 도 2에 도시되어 있다. 이러한 아키텍처 레벨에서 FMS(11)의 기능은 가장 넓은 관점에서 분류된다. 따라서, 내부적으로는 FMS(11)에 의해서 제공되는 모든 세트의 성능을 수행하기 위해서 상호 작용하는 4개의 메이저 서브시스템이 있다.The configuration of the layered subsystem architecture included in the FMS 11 is shown in FIG. At this architecture level, the functionality of the FMS 11 is classified in the broadest sense. Thus, internally there are four major subsystems that interact to perform all the sets of performance provided by the FMS 11.
운영자 인터페이스 서브시스템(100)은 승무운영자(12)로부터의 입력을 수집하여 승무운영자(12)에게 출력을 제공한다. 그러한 구성은 제어 디스플레이 유닛(CDU), 전자 비행 장비 시스템(EFIS), 및 다양한 호출 표시장치 등의 몇 가지 장치에 의해서 성취된다.The operator interface subsystem 100 collects input from the crew operator 12 and provides output to the crew operator 12. Such configuration is accomplished by several devices, such as a control display unit (CDU), an electronic flight equipment system (EFIS), and various call displays.
통신 서브시스템(200)은 항공기(13)와의 통신과, 음성 및 데이터 전송을 포함한 통신에 사용되는 장비를 관리하고 해석한다. 통신 관리 유닛(CMU)(미도시)에 의해서 제공되는 데이터 링크 정보의 해석은 이 서브시스템에 의해서 수행된다.The communication subsystem 200 manages and interprets equipment used for communication with the aircraft 13 and for communications including voice and data transmission. The interpretation of the data link information provided by the communications management unit (CMU) (not shown) is performed by this subsystem.
비행 관리 서브시스템(300)은 예를 들어, 비행 계획 및 항공기 유도들을 포함한 항공기(13)의 비행과 관련된 모든 기능을 관리한다.The flight management subsystem 300 manages all functions related to the flight of the aircraft 13, including, for example, flight planning and aircraft guidance.
데이터 베이스 관리 서브시스템(400)은 전체 FMS에 탑재된 여러 개의 데이터 베이스 - 그중 가장 잘 알려진 것으로 월드와이드 항법 데이터베이스(미도시)가 있음 -에의 엑세스를 관리 및 제공한다.The database management subsystem 400 manages and provides access to several databases mounted on the entire FMS, the best known of which is the worldwide navigation database (not shown).
도 2에 있어서 다이어그램은 각각의 서브시스템을 박스로 도시하고 있고, 그것들의 서로간의 종속성은 화살표로 나타내고 있고, 연산 플랫폼(21)을 둘러싼 상자로 나타내고 있다. 도 2에 있어서는, 연산 플랫폼(21)에의 종속성 또는 외부 환경은 도시되지 않았다. 그러나 종속성이 물리적으로 또한 개념적으로 실제 존재한다는 것은 분명하다. 개념적으로는, FMS 내부 서브시스템(100, 200, 300, 및 400)은 연산 플랫폼(21)보다도 내부 환경에 더 많이 종속되어 있다. 물리적으로는, 내부 서브시스템(100, 200, 300, 및 400)은 외부 환경에 엑세스하기 위해서 연산 플랫폼(21)에 종속한다. 왜냐하면, 연산 플랫폼(21)은 외부 항공기 서브시스템에 영향을 미치는 항공기 배선에 물리적인 종속성을 갖고 있기 때문이다.In FIG. 2, the diagram shows each subsystem in a box, their dependencies between each other are indicated by arrows, and the boxes surrounding the computing platform 21 are shown. In FIG. 2, the dependency on the computing platform 21 or the external environment is not shown. However, it is clear that dependencies exist physically and conceptually. Conceptually, the FMS internal subsystems 100, 200, 300, and 400 are more dependent on the internal environment than the computing platform 21. Physically, internal subsystems 100, 200, 300, and 400 depend on computing platform 21 to access the external environment. This is because the computing platform 21 has a physical dependency on aircraft wiring that affects the external aircraft subsystem.
도 3은 도2에 도시된 종속성뿐만 아니라, 연산 플랫폼(21)에 있어서 각각의 서브시스템들간의 추가적인 종속성을 도시하고 있다. 추가적으로 장비 관리 서브시스템(500)이 추가되었음을 주시하라. 장비 관리 서브시스템(500)의 목적은 다른 서브시스템(100, 200, 300, 및 400)에 포함된 어플리케이션 기능의 수행이 기초로 하고 있는 외부 장비에 영역 레벨 인터페이스를 제공하는 것이다. 예를 들어, 비행 관리 서브시스템(300)은 외부의 관성 항법 시스템(INS)(미도시)으로부터의 입력에 종속된다. 논리적인, INS에의 영역 레벨 인터페이스는 비행 관리 서브시스템(300)에 중요하지만, 로우-레벨 인터페이스는 그렇지 않다. 그러므로, 장비 관리 서브시스템(500)은 연산 플랫폼 서비스 서브시스템(600)에 포함된 로우-레벨 인터페이스 장치를 사용하는 INS에의 영역 레벨 인터페이스를 구현한다. 또한, 장비 관리 서브시스템(500)은 연산 플랫폼 서비스 서브시스템(600)에 종속성을 갖는 것을 도시하고 있다. 통신 서브시스템(200)은 데이터 베이스 관리(400), 장비 관리(500), 및 연산 플랫폼 서비스(600) 서브시스템에 종속성을 갖고 있음을 도시하고 있다.FIG. 3 shows not only the dependencies illustrated in FIG. 2, but also additional dependencies between the respective subsystems in the computing platform 21. Note that additional equipment management subsystem 500 has been added. The purpose of the equipment management subsystem 500 is to provide an area level interface to external equipment on which the performance of the application functions contained in the other subsystems 100, 200, 300, and 400 is based. For example, flight management subsystem 300 is dependent on input from an external inertial navigation system (INS) (not shown). Logically, the area level interface to the INS is important to the flight management subsystem 300, while the low-level interface is not. Therefore, the equipment management subsystem 500 implements an area level interface to the INS using the low-level interface device included in the computing platform service subsystem 600. The equipment management subsystem 500 also shows that it has a dependency on the computing platform service subsystem 600. Communication subsystem 200 illustrates that it has dependencies on database management 400, equipment management 500, and computing platform service 600 subsystems.
계층적 서브시스템 아키텍처의 중요한 측면이 도 3에 도시된다. 서브시스템 사이의 종속성이 "다운"방향으로 도시되어 있음을 주시하라. 서브시스템은 동일하거나 하위 계층 층에 있는 다른 서브시스템으로부터의 입력들과만 종속한다. 하부 서브시스템은 상위 계층의 서브시스템과 종속성은 없다. 따라서, 아키텍처는 소위 "서브시스템 종속 법칙"이라고 알려진 원칙에 의하여 수행된다. 서브시스템 종속 법칙은 "주어진 서브시스템은 동일하거나 또는 더 하위계층 층에 있는 다른 서브시스템들에게만 종속한다"는 것이다. 이러한 법칙의 "동일한 층"은 도 3에 도시되어 있지 않지만, 이것은 본 발명이 후속하는 시스템의 도시에서 명확하게 나타나 있다. 이러한 법칙이 의미하는 바는 더 높은 레벨의 서브시스템은 그것들의 기능을 수행하기 위해서 더 낮은 레벨의 서브시스템에 종속할 수 있지만, 그 반대는 안 된다는 것이다. 이러한 종속성의 수행은 클라이언트는 항상 상위의 서버에 항상 유효하다는 클라이언트-서버 구조를 성립시켰다. 이러한 아키텍처 특성은 클라이언트는 대부분 관련이 없도록 서버가 디자인된다는 것을 확실하게 하는 것을 가능하게 한다. 서브시스템 종속 법칙이 시스템의 모든 서브시스템에서 지켜진다고 하는 것은 시스템 아키텍처의 통합을 유지하는데 있어서 매우 중요하다.An important aspect of the hierarchical subsystem architecture is shown in FIG. 3. Note that the dependencies between the subsystems are shown in the "down" direction. The subsystem only depends on inputs from other subsystems in the same or lower hierarchical layer. The lower subsystem has no dependencies with that of the upper layer. Thus, the architecture is carried out by a principle known as the "subsystem dependent law". The subsystem dependency rule is that a given subsystem depends only on other subsystems that are at the same or lower hierarchy. The “same layer” of this law is not shown in FIG. 3, but this is clearly shown in the illustration of the system to which the present invention follows. This law means that higher level subsystems may depend on lower level subsystems to perform their functions, but not vice versa. The implementation of this dependency establishes a client-server structure in which the client is always valid for the parent server. This architectural feature makes it possible to ensure that the server is designed so that the client is mostly irrelevant. It is very important to maintain the integrity of the system architecture that the subsystem dependency law is observed in all subsystems of the system.
서브시스템 종속 법칙을 지키는 것의 중요성은 다른 예에서 잘 설명되어 있다. 이상적으로는, FMS에 있는 여러 가지 서브시스템에 포함된 모든 어플리케이션기능은 운영자 인터페이스 서브시스템(100)과 종속되어 있지 않다. 따라서, 운영자 인터페이스 서브시스템(100)은 계층적 아키텍처의 정상에 있는 최상의 클라이언트로서 구현되고, 반면에 어플리케이션 기능의 나머지는 계층구조의 더 하위 층에 있는 서브시스템에 포함된다. 서브시스템 종속 법칙을 지키는 것에 의하여, 서브시스템 및 운영자 인터페이스 서브시스템(100) 사이의 종속성은 존재하지 않는다. 그러므로, 특정 항공기 타입에 의해서 요구되는 새로운 타입의 운영자 인터페이스 서브시스템의 도입은, 예상한 바와 같이, 하위에 있는 FMS 서브시스템에 아무런 영향을 미치지 않는다.The importance of obeying the subsystem dependency law is illustrated in another example. Ideally, all application functions included in the various subsystems in the FMS are not dependent on the operator interface subsystem 100. Thus, the operator interface subsystem 100 is implemented as the best client at the top of the hierarchical architecture, while the rest of the application functionality is included in the subsystem at the lower layer of the hierarchy. By adhering to the subsystem dependency law, there is no dependency between the subsystem and the operator interface subsystem 100. Therefore, the introduction of a new type of operator interface subsystem required by a particular aircraft type, as expected, has no effect on the underlying FMS subsystem.
다이어그램에 약간의 변형을 가하면, 아키텍처는 약간 다른 유형으로 보인다. 도 4에 있어서, 도 3에 도시된 동일한 서브시스템이 도시되어 있지만, 그것들의 종속성은 상이하다. 그것이 자명한 도면상의 차이점을 제외하고 양자 사이의 유일한 다른 점이다. 그러나 그러한 차이점은 시스템 개발에 있어서 기초를 제공하는 중요한 점이다. 도 4의 서브시스템 계층도는 시스템에 존재하는 모든 잠재적인 종속성을 도시하고 있다. 본 발명 시스템의 이러한 점은 서브시스템 종속 법칙 때문에 개발 및 향후 시스템 업그레이드 기간의 디자인 결정에 대해서 암시적인 지침를 제공하는 이점이 있다. 도 4의 서브시스템 계층도를 사용하는 것에 의해서, 도2의 계층도에 있어서 종속성이 유효하다는 것을 입증할 수 있다. 만약 종속성이 무효한 것이 되면, 전체적인 시스템 도시가 올바른 것인지, 시스템의 동작성이 잘 이해되고 있는지, 또한 서브시스템 다이어그램이 잠재적인 종속성을 잘 나타내고 있는지 여부에 대한 의문이 생기게 된다. 서브시스템 다이어그램이 실세계 영역 레벨에서이해되도록 유지되어야 하는 것은 중요하다. 서브시스템 다이어그램이 그 레벨에 유지하는 것에 의해서, 유효한 잠재적 종속성의 세트가 실제로 무엇인지 분명하여야 한다. 그리고, 영역 언어가 사용되기 때문에, 종속성의 유효성에 대하여 항법장비 기술자 등의 영역 전문가와 컨설팅할 때에, 그 다이어그램은 FMS 시스템 구조전문가 및 영역 전문가에 의해서 해석되고 이해될 수 있다.With some modification to the diagram, the architecture looks a bit different. In FIG. 4, the same subsystem shown in FIG. 3 is shown, but their dependencies are different. That is the only difference between the two, except for the obvious differences in the drawings. However, such differences are important to provide the basis for system development. The subsystem hierarchy diagram of FIG. 4 illustrates all potential dependencies present in the system. This point of the present system has the advantage of providing implicit guidance for design decisions of development and future system upgrade periods due to subsystem dependency laws. By using the subsystem hierarchy diagram of FIG. 4, it can be demonstrated that the dependency is valid in the hierarchy diagram of FIG. 2. If dependencies become invalid, the question arises whether the overall system representation is correct, whether the behavior of the system is well understood, and whether the subsystem diagrams represent potential dependencies. It is important that subsystem diagrams be maintained at the real world domain level. By keeping the subsystem diagram at that level, it should be clear what the set of valid potential dependencies actually is. And since domain language is used, when consulting with domain experts, such as navigation equipment technicians, about the validity of dependencies, the diagram can be interpreted and understood by FMS system structural experts and domain experts.
도 1의 톱 레벨 서브시스템 다이어그램이 FMS 및 외부환경 사이의 잠재적인 종속성을 설명하고 있지만, 이것의 레벨은 너무 높아서 FMS에 의해서 일반적으로 제공되는 모든 세트의 성능을 적당하게 어드레스할 수 없다. 서브시스템 종속 법칙이 지켜지는 한, 메이저 FMS 서브시스템의 각각을 추가로 분해하는 것은 유효하다. 각각의 메이저 서브시스템의 분해는 서브시스템의 기능성을 더욱 개량하고 잠재적인 내부 종속성을 분명하게 한다. 예를 들어, 서브시스템으로의 추가적인 분해는 그것에 의해서 얻어지는 다이어그램이 합리적인 레벨의 이해를 제공한다면 수행될 수 있다. 각각의 서브시스템은 영역 언어를 이용하여 정의되어야 한다. 설명을 위하여, 예를 들면 비행 관리 서브시스템(300)은 추가로 분해되고, 그 결과는 도 5에 도시된다.Although the top level subsystem diagram of FIG. 1 illustrates a potential dependency between the FMS and the external environment, its level is too high to adequately address the performance of all sets typically provided by the FMS. As long as the subsystem dependency rules are followed, further decomposition of each of the major FMS subsystems is valid. Disassembly of each major subsystem further refines the functionality of the subsystem and clarifies potential internal dependencies. For example, further decomposition into the subsystem may be performed if the diagram obtained thereby provides a reasonable level of understanding. Each subsystem must be defined using a domain language. For illustrative purposes, the flight management subsystem 300 is further disassembled, for example, and the results are shown in FIG. 5.
도 5에 있어서, 실세계 항공기 비행 동작을 나타내는 5 개의 서브시스템간의 개념적인 종속성은, 본 발명에 따르면, 분해된 비행 관리 서브시스템(300)에 포함되는 것으로 도시된다. 분해에 있어서 이 점에 있어서, 초점은 전체 FMS(11)의 성능이 어떻게 분해되고, 그 성능 사이의 관련이 무엇인지 결정하는 것이다. 적절한 분해를 결정하기 위해서, FMS의 목적은 비행 승무원(12)이 전통적으로 수행한여러 가지 동작을 단순하게 자동화하는 것이다. 그러므로, 결과적으로 얻어지는 FMS 디자인에 의해서 그 동작이 자동으로 수행된다. 또한, 영역 전문가가 시스템의 정확성을 용이하게 평가하도록 하기 위해서는 시스템의 개발 중에 가능하면 영역 언어를 이용하는 것이 중요하다. 도 5에 있어서, 비행 안내 서브시스템(310)은 비행 엔지니어링(320), 항법(330), 및 비행계획(340) 서브시스템에 종속성을 가지고 있음을 도시하고 있다. 반면에, 항법 무선 튜닝 서브시스템(350)은 비행 계획(340) 및 항법(330) 서브시스템에 종속성을 가지고 있다.In FIG. 5, the conceptual dependencies between the five subsystems representing real world aircraft flight operations are shown to be included in the disassembled flight management subsystem 300, according to the present invention. In this regard in decomposition, the focus is to determine how the performance of the overall FMS 11 is degraded and what the relationship between the performances is. To determine the appropriate disassembly, the purpose of the FMS is to simply automate many of the operations traditionally performed by the flight crew 12. Therefore, the operation is performed automatically by the resulting FMS design. In addition, it is important to use domain language whenever possible during system development to enable domain experts to easily assess the accuracy of the system. In FIG. 5, the flight guidance subsystem 310 shows a dependency on the flight engineering 320, navigation 330, and flight planning 340 subsystems. On the other hand, navigation radio tuning subsystem 350 has a dependency on flight plan 340 and navigation 330 subsystem.
도 5에 도시된 분해를 개발하는데 있어서, 종속성의 구조에 아무런 주의가 제공되지 않았다. 반면에 "실세계에서 실제로 무엇이 발생하였는가"의 관점에서 엄격하게 구현되었다. 그러나, 동작이 다이어그램에 있어서 단순하게 재배열된다면, 시스템의 실세계 도시가 이미 설명된 서브시스템 종속 법칙을 따르는 것이 명확하게 된다. 분해된 비행관리 서브시스템(300)의 구성도가 도 6에 도시되어 있다. 서브시스템 종속 법칙이 디자인에 적용되었다는 단순한 사실이 모델이 정확하다는 확신을 제공한다.In developing the decomposition shown in Figure 5, no attention has been given to the structure of the dependencies. On the other hand, it is strictly implemented in terms of "what actually happened in the real world." However, if the operation is simply rearranged in the diagram, it becomes clear that the real world city of the system follows the subsystem dependency law already described. A schematic diagram of a disassembled flight management subsystem 300 is shown in FIG. 6. The simple fact that subsystem-dependent laws have been applied to the design provides confidence that the model is accurate.
물론, 전체적인 FMS 시스템과 같이, 도 6의 분해된 비행관리 서브시스템(100)의 계층도는 서브시스템 계층도로 도시될 수 있다. 분해된 비행관리 서브시스템(100)의 계층적 서브시스템 구성은 전체 FMS에 대하여 집적되어 서브시스템의 계층도로 되어 전체 FMS에 있어서 내부 종속성을 더욱 구체적으로 이해하게 된다.Of course, as with the overall FMS system, the hierarchical diagram of the disassembled flight management subsystem 100 of FIG. 6 may be shown as a subsystem hierarchical diagram. The hierarchical subsystem configuration of the disaggregated flight management subsystem 100 is integrated with respect to the entire FMS to become a hierarchical diagram of the subsystem to more specifically understand the internal dependencies in the overall FMS.
도 7을 참조하면, 복잡한 계층적 서브시스템 다이어그램은비행관리시스템(100)을 전체 FMS 시스템 아키텍처 상에서 서브시스템(310, 320, 330, 340, 350)으로 분리하는 효과를 보인다. 전체 FMS(11)에 대해 완전한 서브시스템을 끄집어 내기 위해 다른 메이저 서브시스템 상에서 유사한 분해가 실시될 수 있다. 상기 아키텍처 내의 서브시스템을 돌에 새길 수 없음을 인식하는 것은 매우 중요하다. FMS가 발전함에 따라, 서브시스템 역시 변화하는 것은 당연하다고 할 수 있다. 그러나 상기 아키텍처는 FMS(11)의 현실적인 관점을 반영하는 영역 레벨 언어와 잠재적인 종속성을 항상 반영해야 한다. 전체 FMS(11)의 계층적 서브시스템의 구조가 도 8에 도시되어 있다. 전체 계층적 서브시스템의 아키텍처는 분리된 상태에서 다른 메이저 서브시스템 각각을 보이고 있음을 주지해야 한다. 실제로 상기 FMS 서브시스템을 더 세밀히 분석하면 반드시 수행되어야 하는 '자동화된 승무원'의 역할을 하는 다른 종류의 기능들이 여전히 남아 있음이 발견된다. 그러므로 도 8을 참조하면, 자동화된 승무원 역할의 서브시스템(360)이 본 발명에 따른 FMS에 추가된다. 상기 FMS의 후 디자인 리뷰에 의해 상기 자동화된 승무원 역할의 서브시스템(360)이 추가된 사실은 각 층에 포함된 계층화된 층 및 서브시스템 모두의 위치와 그 수가 개발과정에서 유동적임을 보여준다. 상기 FMS 프로덕트 라인의 디자인이 진행됨에 따라 각 층에 포함된 계층화된 층 및 서브시스템 모두의 위치와 그 수는 고정될 것이다. 그러나 최초의 일부 특정 항공기 타입에 대한 초기 FMS 개발 동안 추가적인 개선이 있을 것이다.Referring to FIG. 7, the complex hierarchical subsystem diagram shows the effect of separating the flight management system 100 into subsystems 310, 320, 330, 340, 350 on the overall FMS system architecture. Similar decomposition can be performed on other major subsystems to bring out the complete subsystem for the entire FMS 11. It is very important to recognize that the subsystems in the architecture cannot be carved into the stone. As FMS evolves, it is only natural that subsystems change. However, the architecture should always reflect the area-level language and potential dependencies that reflect the realistic view of the FMS 11. The structure of the hierarchical subsystem of the overall FMS 11 is shown in FIG. It should be noted that the architecture of the entire hierarchical subsystem shows each of the other major subsystems in isolation. Indeed, further analysis of the FMS subsystem finds that there are still other kinds of functions that serve as 'automated crew' which must be performed. Therefore, referring to FIG. 8, an automated crew role subsystem 360 is added to the FMS in accordance with the present invention. The fact that the automated crew role subsystem 360 has been added by the post-design review of the FMS shows that the location and number of both layered subsystems and subsystems included in each floor are flexible during development. As the design of the FMS product line proceeds, the location and number of both layered layers and subsystems included in each layer will be fixed. However, further improvements will be made during the initial FMS development for some of the first specific aircraft types.
계획된 FMS 프로덕트 라인에서 본 발명을 구현하는 하나의 대표적인 FMS(11)의 각 서브시스템이 이하 설명된다. 이하의 설명은 (매우 높은 수준에서)서브시스템의 목적, 해당 서브시스템과 상기 FMS에 포함되는 나머지 서브시스템과의 관계 및 해당 서브시스템의 디자인 컨셉과 아키텍처의 원리를 포함한다. 각 서브시스템은 해당 서브시스템의 일부가 되는 입력, 출력 및 프로세싱에 관한 폭넓은 용어들로 설명될 수 있다.Each subsystem of one representative FMS 11 implementing the present invention in the planned FMS product line is described below. The description below includes the purpose of the subsystem (at a very high level), the relationship between that subsystem and the rest of the subsystems included in the FMS, and the design concepts and architecture principles of that subsystem. Each subsystem may be described in broad terms with respect to input, output, and processing as part of that subsystem.
운영자 인터페이스 서브시스템(100)의 유일한 임무는 상기 FMS에 대한 모든 항공승무원(12) 인터페이스를 관리하는 것이다. 이것은 주로 컨트롤 디스플레이 유닛(CDU)와 전자 비행 계기 시스템(EFIS)을 포함한다. 그러나 상기 항공승무원(12)이 상기 FMS의 작동에 영향을 끼치도록 사용할 수 있는 임의의 다른 장치나 시스템을 포함할 수 있다. 이것은 중요하지 않게 보이지만, 상기 항공승무원(12)으로부터의 입력을 수집 및 해석하고, 상기 항공승무원(12)에게 출력하기 위한 시스템 정보를 수집, 초기화 및 표시하는 운영자 인터페이스 관리에 대한 오직 2개의 부분이 있다. 운영자가 기본적인 작동에 관련된 세부사항에 집중하지 않는 것은 중요하기 때문에 이것은 상기 FMS의 아키텍처에 영향을 끼칠 수 있다. 예를 들면, 비행승무원이 상기 FMS에 어떤 작동이 수행되도록 요구하는 입력을 할 때, 상기 운영자 인터페이스 서브시스템(100)은 단지 어떤 적용 기능이 동작 및 요구되는 동작 파라미터를 지원하기 위해 존재함을 인지하기만 하면 된다. 상기 FMS(11)으로부터의 출력에 있어서, 상기 운영자 인터페이스 서브시스템(100)은 어떤 적용 기능이 비행승무원(12)에게 표시하기 위한 데이터를 제공하고 있음을 인식한다. 그러나, 상기 데이터의 중요한 조작에는 포함되지 않는다.The sole task of the operator interface subsystem 100 is to manage all air crew 12 interfaces to the FMS. This mainly includes a control display unit (CDU) and an electronic flight instrument system (EFIS). However, the crew member 12 may include any other device or system that can be used to influence the operation of the FMS. This may seem insignificant, but there are only two parts to operator interface management that collect and interpret input from the crew 12 and collect, initialize and display system information for output to the crew 12. have. This may affect the architecture of the FMS because it is important that the operator does not focus on the details related to the basic operation. For example, when a flight attendant makes an input to the FMS requiring some operation to be performed, the operator interface subsystem 100 only knows what application functions are present to support the operation and the required operating parameters. Just do it. In the output from the FMS 11, the operator interface subsystem 100 recognizes that an application function provides data for display to the flight crew 12. However, it is not included in the important manipulation of the data.
도 8에서 보이는 바와 같이, 상기 운영자 인터페이스 서브시스템은 CDU 관리서브시스템과 EFIS 관리 서브시스템으로 분리되는 것이 바람직하다. 전형적인 CDU에 의해 사용되는 복잡한 데이터 엔트리 방법 때문에, 상기 운영자 인터페이스 서브시스템(100)에 포함되는 상기 두개의 서브시스템 중 보다 복잡한 것은 CDU 관리 서브시스템(110)이다. 상기 전형적이 CDU는 키보드 및 몇 개의 버튼을 포함하는 일반 목적의 인터페이스를 가진다. 여기서 각 버튼의 기능적인 의미는 통신 라디오 튜닝과 같은 작동 환경에 따라 변경될 수 있다. 매우 많은 가능한 엔트리 조합을 수반하는 이 일반 목적의 인터페이스는 제한된 수의 가능한 입력이 있는 콕핏(cockpit) 스위치 또는 다이얼과 같은 특수 목적 인터페이스와 대비된다. 항공승무원(12)에 의한 데이터 엔트리와 에러 처리는 특수 작동 환경에서 실행되어야 하므로, 결과적인 CDU 인터페이스의 전체적인 특성은 CDU 관리 서브시스템(110)의 복잡성을 가지고 온다.As shown in FIG. 8, the operator interface subsystem is preferably separated into a CDU management subsystem and an EFIS management subsystem. Because of the complex data entry method used by the typical CDU, the more complex of the two subsystems included in the operator interface subsystem 100 is the CDU management subsystem 110. The typical CDU has a general purpose interface that includes a keyboard and several buttons. Here, the functional meaning of each button can be changed depending on the operating environment, such as communication radio tuning. This general purpose interface, which involves so many possible combinations of entries, contrasts with a special purpose interface such as a cockpit switch or dial with a limited number of possible inputs. Since data entry and error handling by the air crew 12 must be performed in a special operating environment, the overall nature of the resulting CDU interface brings the complexity of the CDU management subsystem 110.
상기 전형적인 CDU의 일반 목적의 특성이 관리를 어렵게 할지라도, 그 유연성이 상기 전형적인 CDU를 상기 항공승무원(12)에 대한 매우 매력적인 인간 대 기계 인터페이스가 되게 한다. 나아가, 본 발명의 아키텍처는 상기 FMS에 내의 기본적인 어플리케이션(application)에 어떤 변화를 가져오지 않고서 상기 FMS(11)의 전체적인 작동이 변화할 수 있게 한다. 이것 때문에 상기 FMS 아키텍처 내의 다양한 서브시스템에 포함되는 기본적인 어플리케이션에 대한 인터페이스는 잘 정의되어야 하며, 상기 어플리케이션 그 자체는 결코 상기 운영자 인터페이스 서브시스템(100)을 직접 인용해서는 안된다.Although the general purpose nature of the typical CDU makes it difficult to manage, its flexibility makes the typical CDU a very attractive human-machine interface to the crew 12. Furthermore, the architecture of the present invention allows the overall operation of the FMS 11 to be changed without making any changes to the basic application in the FMS. Because of this, the interface to the basic application included in the various subsystems within the FMS architecture must be well defined, and the application itself should never directly quote the operator interface subsystem 100.
상기 CDU 관리 서브시스템(110)은 "CDU 페이지"에 기초를 둘 수 있다. CDU페이지는 상기 CDU의 디스플레이 면 상에 동시에 디스플레이 되는 일련의 정보이다. 일반적으로 상기 CDU 베즐(bezel) 상의 일련의 버튼들이 수행하게 될 작동을 정의하기 위한 일련의 디스플레이 되는 파라미터들 및 그와 관련된 일련의 선택사항들이 존재하도록 관련 정보는 CDU 페이지 상에 나타난다. 베즐 버튼을 통해 작동이 실시될 때, 그 작동은 일반적으로, CDU 스크래치패드(scratchpad)의 내용이 데이터를 전송하는데 사용되는 타입-인(typed-in) 엔트리를 필요로 한다. 이 CDU 작동의 기본 개념은 일반 목적의 서비스로써 시스템 내에서 정의되는 모든 페이지에 제공되어야 하며 그리하여 CDU 페이지의 관리를 위한 기본 구조를 형성해야 한다.The CDU management subsystem 110 may be based on a "CDU page". A CDU page is a series of information displayed simultaneously on the display surface of the CDU. In general, the relevant information appears on the CDU page such that there is a series of displayed parameters and a series of options associated therewith to define the operation that the series of buttons on the CDU bezel will perform. When an operation is performed via the bezel button, the operation generally requires a typed-in entry where the contents of the CDU scratchpad are used to transfer data. The basic concept of this CDU operation should be provided to every page defined within the system as a general purpose service and thus form the basic structure for the management of the CDU pages.
마지막으로, 입출력 장치로서 상기 CDU에 관련된 어떤 다른 FMS 서브시스템이 존재해서는 안된다. 상기 운영자 인터페이스 서브시스템(100) 내에 포함되는 상기 CDU 관리 서브시스템(110)은 CDU 입력을 해석하며, 상기 입력을 다른 FMS 서브시스템 내에 포함되는 어플리케이션 기능에 대한 내부 데이터 표시 및 명령으로 변환하는 유일한 책임을 가진다. 바꾸어 말하면, 상기 CDU 관리 서브시스템(110)은 다른 FMS 서브시스템에 포함되는 어플리케이션 기능에 대한 서비스 요청을 하고, 그 결과인 내부 데이터 표시를 CDU 디스플레이에 표시하기 위해 적절한 포맷으로 변환하는 책임을 가진다.Finally, there should not be any other FMS subsystem related to the CDU as an input / output device. The CDU management subsystem 110 contained within the operator interface subsystem 100 interprets CDU inputs and is solely responsible for translating the inputs into internal data representations and commands for application functions contained within other FMS subsystems. Has In other words, the CDU management subsystem 110 is responsible for making service requests for application functions included in other FMS subsystems and for converting the resulting internal data representation into an appropriate format for display on the CDU display.
상기 CDU 관리 서브시스템(110)의 입력 부분은 다음 기능들을 제공한다.The input portion of the CDU management subsystem 110 provides the following functions.
(a) 데이터 수집기능은 베즐 버튼의 누름 및 스트레치 패드 입력과 같은 상기 CDU로의 다양한 항공승무원(12)의 입력을 모은다.(a) The data collection function collects the inputs of the various air crew 12 into the CDU, such as pressing a bezel button and entering a stretch pad.
(b) 데이터 확인기능은 CDU 작동 환경에 기초한 예측되는 입력 포맷에 대하여 상기 항공승무원(12)의 입력을 비교하며, 요청에 따라 에러-핸들링 루틴을 실행한다.(b) The data verification function compares the input of the crew member 12 against a predicted input format based on the CDU operating environment, and executes an error-handling routine on request.
(c) 데이터 해석기능은 상기 항공승무원(12)의 입력을 CDU 작동환경에 기초한 특정 서비스 요청으로 변환하며, 상기 서비스 요청을 FMS 내의 적절한 어플리케이션에 제공한다.(c) The data interpretation function translates the input of the air crew 12 into a specific service request based on the CDU operating environment and provides the service request to the appropriate application in the FMS.
일반적으로 CDU 관리 서브시스템(110)은 항공승무원(12)의 입력이 다른 FMS 서브시스템에 적절히 전송되는 시점에 상기 항공승무원(12)의 입력을 단지 해석한다. 예를 들어, 상기 CDU 관리 시스템(110)은 "N35.12.45"와 같은 위도에 대한 텍스트 기반 입력을 "+35.2125"와 같은 적절한 내부의 수치적인 표시로 변환하는 기능을 수행한다. 이 경우, 상기 CDU 관리 서브시스템(110) 또는 선택적으로, 상기 운영자 인터페이스 서브시스템(100)은 위도 엔트리가 입력될 것으로 예측되며, 그로 인해 유효한 위도 엔트리의 포맷을 인식할 필요가 있다는 것을 안다. 이러한 정보를 알기 때문에 상기 운영자 인터페이스 서브시스템(100)은 상기 엔트리의 유효성을 결정할 수 있으며, 인간이 읽을 수 있는 형식(문자열)의 엔트리를 위도에 대한 내부 FMS 표시로 변환할 수 있다. 이러한 데이터 처리 레벨은 필요할 경우에 상기 운영자 인터페이스 서브시스템(100)에 수용될 수 있는 것이다. 일반적으로 비행 궤도 결정과 같은 어플리케이션 기능을 포함하는 다른 FMS 서브시스템이 표시를 위한 내부 형태로 문자열을 변환하는 것은 아무런 의미가 없다. 일단 상기 엔트리가 확인되기만 하면, 상기 운영자 인터페이스 서브시스템(100)은 어떤 작동이 요청 중인지를 결정하며, 요청되는 어플리케이션 기능을 실시할 것이다. 대조적인 보기로서, 상기 CDU 관리 서브시스템(110)은 두개의 위도/경도 쌍 사이의 거리를 변환하고 그 결과를 어플리케이션 서브시스템에 전송하는 책임을 가지지 않는다. 대신, 상기 FMS는 입력으로서 두개의 위도/경도 쌍을 가지며 그 사이의 거리를 계산하는 어플리케이션 기능을 포함하는 영역 서비스 서브시스템(610)을 포함한다. 상기 CDU 관리 서브시스템(110)은 단지 상기 CDU에 의해 제공되는 입력에 대해 접근이 허용된다.In general, the CDU management subsystem 110 only interprets the input of the air crew 12 at the time when the input of the air crew 12 is properly transmitted to other FMS subsystems. For example, the CDU management system 110 converts text-based input for latitudes such as "N35.12.45" into appropriate internal numerical representations such as "+35.2125". In this case, the CDU management subsystem 110 or, optionally, the operator interface subsystem 100 knows that a latitude entry is expected to be entered, thereby knowing that it needs to recognize the format of a valid latitude entry. Knowing this information, the operator interface subsystem 100 can determine the validity of the entry and convert the entry in human readable form (string) into an internal FMS representation of latitude. This level of data processing can be accommodated in the operator interface subsystem 100 as needed. In general, it makes no sense for other FMS subsystems that contain application functions, such as flight trajectory determination, to convert strings into an internal form for display. Once the entry is verified, the operator interface subsystem 100 will determine which operation is being requested and will perform the requested application function. In contrast, the CDU management subsystem 110 is not responsible for converting the distance between two latitude / longitude pairs and sending the result to the application subsystem. Instead, the FMS includes an area service subsystem 610 that has two latitude / longitude pairs as input and includes an application function to calculate the distance between them. The CDU management subsystem 110 is only allowed access to the input provided by the CDU.
상기 운영자 인터페이스 서브시스템(100)은 다른 FMS 서브시스템으로부터 FMS 계산 데이터를 수집, 포맷하고 그 데이터를 항공승무원(12)이 이해할 수 있도록 표시하는 책임을 진다. 예를 들면, CDU 관리 서브시스템(110)(또는 상기 운영자 인터페이스 시스템(100)의 어떤 다른 부분)은 바람의 속도와 방향을 결정하는 항공기의 진행방향 및 속력을 처리하지 않는다. 예를 들어, 항법 서브시스템(330) 내의 '바람의 계산' 어플리케이션 기능은 최선으로 생각되는 어떠한 방법으로 바람 파라미터를 결정하며, 상기 운영자 인터페이스 서브시스템(100)은 단지 바람 파라미터를 다시 불러들여 이 어플리케이션 인터페이스에 사용하기만 한다. 일단 데이터를 다시 불러들이면, 상기 운영자 인터페이스 서브시스템(100)은 내부 표시를 CDU 상에 표시하기 위해 예를 들어 문자열로 변환하는 책임을 진다.The operator interface subsystem 100 is responsible for collecting and formatting FMS calculation data from other FMS subsystems and displaying the data so that the crew 12 can understand it. For example, the CDU management subsystem 110 (or any other portion of the operator interface system 100) does not handle the direction and speed of the aircraft determining wind speed and direction. For example, the 'calculate wind' application function within the navigation subsystem 330 determines wind parameters in whatever way is best considered, and the operator interface subsystem 100 simply recalls the wind parameters and returns the application. Just use it for an interface. Once the data is retrieved again, the operator interface subsystem 100 is responsible for converting the internal representation to, for example, a string for display on the CDU.
상기 운영자 인터페이스 서브시스템(100)이 더 복잡한 처리를 수행하는 것이 적절한 경우가 있을 수 있다. 예를 들면, 다른 FMS 서브시스템이 내부적으로 항공기의 진북에 대한 모든 진행 방향을 표시할 수도 있다. 그러나 상기 운영자 인터페이스는 진북 또는 자북을 기준으로 하는 진행 방향을 표시하는 선택사항을 제공할수 있다. 이 경우, 진북/자북 변환은 상기 운영자 인터페이스에 의해 수행되는 것이 적절하다(현재의 자북/진북 선택 궤도를 유지하는 것에 부가적으로). 단지 표시하기 위한 목적으로 요청되는 것에 이러한 프로세스를 제한하는 것이 위험하다. 일반적인 표시 목적으로 처리되지 않은 데이터만을 다루는 순간이 거의 존재해서는 안된다.It may be appropriate for the operator interface subsystem 100 to perform more complex processing. For example, another FMS subsystem may internally indicate all headings toward the aircraft's true north. However, the operator interface may provide an option to indicate the progress direction based on true north or magnetic north. In this case, true north / magnetic north conversion is appropriately performed by the operator interface (in addition to maintaining the current magnetic north / true north selection trajectory). It is dangerous to limit this process to what is required for display purposes only. There should be few moments dealing only with data that has not been processed for general display purposes.
상기 EFIS 관리 서브시스템(120)은 상기 EFIS 상에 디스플레이하기 위한 다른 FMS 서브시스템으로부터 다양한 데이터를 수집한다. 이후 상기 데이터는 FMS 내부 표시에서 EFIS에 의해 요구되는 포맷으로 변환되고 이어 상기 EFIS로 전송된다. 전형적인 EFIS는 명령을 할 수 있는 몇 가지 모드를 가질 수 있다. 때때로 상기 FMS는 상기 EFIS가 적절한 모드가 되도록 명령하는 엔트리가 될 수 있으나, 항공 승무원이 원하는 EFIS 모드를 선택하도록 하는 몇 가지 방법일 수 있다. 예를 들면, 상기 FMS에 의해 해석되는 컨트롤 패널 스위치가 있을 수 있다. 또는 EFIS 모드를 선택할 수 있는 CDU 페이지가 있을 수 있다. 적용하는 방법에 상관없이, 상기 EFIS 서브시스템은 상기 EFIS 모드를 선택하는데 사용될 수 있는 서비스를 제공해야 한다. 이 서비스는 다른 서브시스템(또는 가능한 경우, 같은 서브시스템)의 요청에 따라 EFIS 디스플레이 상에 변화를 주는 데 사용될 수 있다. 중요한 것은 상기 EFIS 관리 서브시스템(120)은 단순히 EFIS 모드를 결정하는데 다른 FMS 서브시스템에 종속해서는 안된다는 점이다. 나아가 상기 EFIS 관리 서브시스템(120)으로 어떤 다른 FMS 서브시스템에 의해 송신되어야 하는 것들일 수 있다는 점이다. 상기 EFIS 관리 서브시스템의 출력 프로세싱은 간단할 수 있다. 기본적으로 낮은 레벨의FMS 서브시스템은 비행 방향 스티어링 바와 같은 FMS 데이터를 수집하는데 사용되는 어플리케이션 기능을 포함할 수 있다. 그러면 상기 데이터는 상기 EFIS와의 송수신을 위한 요구에 따라 재포맷될 수 있다. 마지막을 장치 관리 서브시스템(510)의 서비스는 상기 EFIS로 데이터를 전송하는데 사용될 수 있다.The EFIS management subsystem 120 collects various data from other FMS subsystems for display on the EFIS. The data is then converted into the format required by the EFIS in the FMS internal representation and then transmitted to the EFIS. A typical EFIS can have several modes of command. Sometimes the FMS may be an entry that instructs the EFIS to be in the proper mode, but there may be several ways for the crew to select the desired EFIS mode. For example, there may be a control panel switch interpreted by the FMS. Or there may be a CDU page to select the EFIS mode. Regardless of how it applies, the EFIS subsystem must provide a service that can be used to select the EFIS mode. This service can be used to make changes on the EFIS display at the request of another subsystem (or possibly the same subsystem). Importantly, the EFIS management subsystem 120 should not simply depend on other FMS subsystems to determine the EFIS mode. It may further be that they are to be transmitted by some other FMS subsystem to the EFIS management subsystem 120. Output processing of the EFIS management subsystem can be simple. Basically, low level FMS subsystems may include application functions used to collect FMS data, such as flight direction steering bars. The data can then be reformatted as required for transmission and reception with the EFIS. Finally, the services of the device management subsystem 510 can be used to send data to the EFIS.
FMS의 전체적인 작동의 관점에서, 데이터 링크 관리 서브시스템(210)은 상기 FMS 어플리케이션 기능을 사용하는 원격 사용자 이상의 어떤 것이 아닐 수 있다. 원격 사용자의 입력 및 출력은 콕핏 내의 장치에 대한 집적적인 연결 대신 무선 전송을 통해 항공기로 전송된다. 그러나 상세히는 CDU 관리 또는 EFIS 관리와 같은 관점으로 상기 데이터 링크 서브시스템(210)의 관점을 제외하지는 않는다. 단지 상기 CDU 관리 서브시스템(802)과 같이 상기 서브시스템은 CDU의 존재를 인식한다; 상기 데이터 링크 관리 서브시스템(210)은 데이터 링크의 존재를 인식하는 유일한 FMS 서브시스템이다. 상기 데이터 링크 관리 서브시스템(210)은 데이터 링크로부터의 메시지를 해석하고 상기 메세지를 다른 FMS 서브시스템에 포함되는 어플리케이션 기능에 대한 서비스 요청으로 변환한다. 그러나, 다른 FMS 서브시스템은 이 데이터 요청의 근원을 알지 못한다. 그것들은 단지 CDU 관리 서브시스템(110)으로부터 쉽게 얻어진다. 데이터 링크 서비스의 고립은 FMS 생산 라인의 디자인 및 구조에 있어서 중요한 점이다.In view of the overall operation of the FMS, the data link management subsystem 210 may not be anything more than a remote user using the FMS application functionality. Remote user inputs and outputs are sent to the aircraft via wireless transmission instead of an integrated connection to the devices in the cockpit. However, in detail, it does not exclude the view of the data link subsystem 210 in terms of CDU management or EFIS management. Just like the CDU management subsystem 802, the subsystem is aware of the presence of a CDU; The data link management subsystem 210 is the only FMS subsystem that recognizes the existence of a data link. The data link management subsystem 210 interprets the message from the data link and translates the message into a service request for an application function included in another FMS subsystem. However, no other FMS subsystem knows the origin of this data request. They are simply obtained from the CDU management subsystem 110. Isolation of data link services is an important point in the design and construction of FMS production lines.
FMS에 있어서 어떤 다른 엔트리가 데이터 링크를 알 필요가 없음에도 불구하고, 상기 데이터 링크 관리 서브시스템(210) 위에 존재하는 FMS 서브시스템은 명백히 그 존재를 알며, 요청됨에 따라 그 지식을 사용할 수 있다. 일반적으로 항공승무원(12)는 비행 계획의 변화와 같은 어떤 자동적인 변화를 인식하지 않는다. 상기 항공승무원(12)은 항공기(13)의 안전한 작동에 대한 궁극적인 책임을 가지므로, 비행 궤도에 영향을 미치는 어떤 명령에 관련된 최종 언급을 해야한다. 그러므로 업링크를 수신할 때, 상기 항공승무원(12)은 수동으로 상기 변화를 받아들여야 한다. 이것은 CDU에 의해 수행될 수 있으므로, 상기 CDU 관리 서브시스템(110)은 적절한 정보를 수집하기 위해 상기 데이터 링크 관리 서브시스템(210)에 접근해야 한다. 상위 서브시스템에 중요할 수 있는 상기 데이터 링크 관리 서브시스템(210)의 이러한 상세한 사항이 제공되어야 한다는 점을 기억하는 것은 중요하다. 예를 들어, 업링크가 진행 중인지를 지시하고 또한 업링크 되는 데이터의 종류를 지시할 수 있는 서비스를 제공하는 것은 적절하다. 처리되지 않은 메시지 데이터를 해석하거나 외부 데이터 링크 컴퓨터와 교신하는 서비스를 제공하는 것은 적절하지 않다.Although no other entry in the FMS needs to know the data link, the FMS subsystem that resides above the data link management subsystem 210 clearly knows its existence and can use its knowledge as requested. In general, the crew 12 is not aware of any automatic changes, such as changes in flight plans. Since the air crew 12 is ultimately responsible for the safe operation of the aircraft 13, a final statement relating to any command affecting the flight trajectory should be made. Therefore, upon receiving the uplink, the crew 12 must manually accept the change. Since this can be done by a CDU, the CDU management subsystem 110 must access the data link management subsystem 210 to gather the appropriate information. It is important to remember that these details of the data link management subsystem 210 should be provided, which may be important to the upper subsystem. For example, it is appropriate to provide a service that can indicate whether the uplink is in progress and also indicate the type of data to be uplinked. It is not appropriate to provide services that interpret raw message data or communicate with external data link computers.
실제 세계의 용어를 사용하여 원격 사용자로서 데이터 링크를 계속 설명하면, 상기 데이터 링크의 다른 단에 존재하는 상기 사용자는 아마 인간일 것이다. 상기 CDU 관리 서브시스템(110)에 있어서, 데이터는 문자열과 같이 사용자가 이해할 수 있는 형태로 변형되며 이러한 형태로부터 변형될 수 있다. 데이터 링크의 다른 단의 원격 사용자가 인간이라 할지라도, FMS의 환경에서는 그 역시 기계가 될 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 데이터 링크 관리 서브시스템(210)은 사용자의 관점을 가진 상기 CDU 관리 서브시스템(110)과 유사한 역할을 한다. 상기 데이터 링크 서브시스템(803)은 또한 사용자가 이해할 수 있는 형태로 데이터를 변형하고, 이러한 형태로부터 데이터를 변형할 수 있으나 이 경우 사용자는 기계일 수 있다.Continuing to describe a data link as a remote user using real world terminology, the user present at the other end of the data link is probably human. In the CDU management subsystem 110, data may be transformed into and understood from a user understandable form, such as a string. Even if the remote user on the other end of the data link is a human, in the context of FMS it can also be a machine. Nevertheless, the data link management subsystem 210 acts similar to the CDU management subsystem 110 with the user's point of view. The data link subsystem 803 may also transform the data into a form understood by the user, and may transform the data from this form, but in this case the user may be a machine.
상기 데이터 링크 관리 서브시스템(210)의 구조적인 관점에서 바닥 라인은 실제로 운영자 인터페이스 층에 있어서 두개의 서브시스템으로 보일 수 있다. 물리적인 인터페이스와 관련된 모든 이러한 세부사항은 서브시스템에 있어서 내부적으로 처리될 수 있다. 데이터 링크에 대해 요청되는 작동은 내부적으로, 그 작동을 수행하는데 요구되는 일련의 적용 서비스 요청으로 변형되어야 한다. 그러므로 상기 CDU를 통해 명령되는 것과 같이 상기 데이터 링크를 통해 명령되는 같은 작동이 주어질 때, 정확히 같은 적용 서비스 요청이 실시된다.From the structural point of view of the data link management subsystem 210, the bottom line may actually appear as two subsystems in the operator interface layer. All these details regarding the physical interface can be handled internally by the subsystem. The operation requested for a data link should be internally transformed into a series of applied service requests required to perform that operation. Therefore, exactly the same apply service request is made when the same operation is commanded over the data link as commanded over the CDU.
상기 데이터 링크 관리 서브시스템(210)에 대해 요구되는 입력 프로세싱은 데이터 링크 장치로부터 (업링크 또는 다운링크의) 전송 요청의 수집 및 데이터 링크 장치로부터의 업링크 데이터의 수집을 포함한다. 이어 수집된 데이터는 적절한 요청을 수행하기 위한 적용 서비스를 실시하는데 사용된다. 추가적으로, 이 서브시스템은, 상기 운영자 인터페이스 서브시스템(100)으로 부터의 운영자 모드 설정과 같은 FMS에 있어서 상위 서브시스템으로부터 입력 또는 상기 CDU 관리 서브시스템(110)으로부터 명령되는 요청을 수신한다.Input processing required for the data link management subsystem 210 includes collection of transmission requests (uplink or downlink) from the data link device and collection of uplink data from the data link device. The collected data is then used to implement applicable services to fulfill the appropriate request. Additionally, this subsystem receives a request from the CDU management subsystem 110 or input from a higher subsystem in an FMS, such as operator mode setting from the operator interface subsystem 100.
상기 데이터 링크 관리 서브시스템(210)의 출력은 데이터 링크 장치의 주 메세지를 포함한다. 다운링크되는 데이터는 다른 FMS 서브시스템 내의 적용 기능으로부터 먼저 수신되어, 이후 포맷되고 장치 관리 서브시스템(510)을 사용하는 상기 데이터 링크 장치로 전송된다.The output of the data link management subsystem 210 includes the main message of the data link device. Data that is downlinked is first received from an application function in another FMS subsystem, then formatted and transmitted to the data link device using device management subsystem 510.
비행 관리서브시스템(300)은 일반적으로 항공기(13)의 실제비행을 다루는 시스템의 모든 작동을 수행하는 것을 담당한다. 이러한 작동은 통상적으로 승무원에 의해 수행되었지만, 현재는 FMS(11)에 의해 자동화된 기능 또는 승무원이 작업을 수행하는데 있어 이를 보조하는 새로운 기능을 말한다. 놀랍지 않게도, FMS(11)에 서 수행되는 일반적인 기본기능은 일반 항공기의 승무원과 거의 1 대 1이다. 따라서, 비행관리서브시스템(300)은 아래 서브시스템들로 분해될 수 있다.Flight management subsystem 300 is generally responsible for performing all operations of the system that handles the actual flight of aircraft 13. This operation is typically performed by a crew, but now refers to a function that is automated by the FMS 11 or a new function to assist the crew in carrying out the work. Not surprisingly, the general basic functions performed by the FMS 11 are almost one-to-one with the crew of a normal aircraft. Thus, flight management subsystem 300 may be broken down into the following subsystems.
a) 조종사는 원하는 경로에 따라 항공기를 유도하는 제어입력을 정의한다. 이는 유도서브시스템(guidance subsystem: 310)에 상응한다.a) The pilot defines the control inputs that guide the aircraft along the desired route. This corresponds to a guidance subsystem 310.
b) 항공기관사(flight engineer)는 항공기성능을 모니터링하고 상기 비행경로에 따른 항공기 상황을 예측한다. 이는 비행 엔지니어링 서브시스템(flight engineering subsystem: 320)에 상응한다.b) The flight engineer monitors the performance of the aircraft and predicts the status of the aircraft along the flight path. This corresponds to a flight engineering subsystem 320.
c) 항법사는 현재 위치 및 항공기 상태를 정의한다. 이는 항법 서브시스템(330)에 상응한다.c) The navigator defines the current location and aircraft status. This corresponds to navigation subsystem 330.
FMS는 그밖에 관련없는 2세트의 데이터의 관련된 기능을 갖는다는 사실로 인해 자동화된 승무원 서브시스템(360)의 존재가 요구된다. 이러한 형태의 기능은 권리범위를 제한하지 않는 예시적인 실시예를 사용하여 적절히 예시된다.The fact that the FMS has an associated function of two extraneous sets of data requires the presence of an automated crew subsystem 360. This form of functionality is appropriately illustrated using example embodiments that do not limit the scope of the rights.
FMS는 승무원 운영자(12)에게 데이터베이스 서브시스템(400)에 물리적으로 구비된 주문형 지상점(custom waypoint)세트를 관리하는 능력을 제공한다. 항공기 운영자(12)는 지상점 이름 및 지상점 위치의 입력을 통해 주문형 지상점을 정의할 수 있다. 또한, 운영자는 주문형 지상점의 일부를 개조하거나 삭제할 수도 있다. 일단 운영자에 의해 정의되면, 주문형 지상점은 비행계획구간의 종점 중 하나로서포함된 위치를 정의한 임의 다른 엔티티로서만 사용될 수 있다.The FMS provides the crew operator 12 the ability to manage a set of custom waypoints physically provided in the database subsystem 400. The aircraft operator 12 may define an on-demand ground point through input of a ground point name and ground point location. The operator may also modify or delete some of the on-demand grounds. Once defined by the operator, the on-demand ground point can only be used as any other entity that defines the location included as one of the end points of the flight plan section.
비행계획을 입력하였고 그 구간 중에서 하나가 주문형 지상점을 사용하여 정의된다고 가정하자. 이어, 운영자는 주문형 지상점을 데이터베이스로부터 삭제하도록 결정한다. 그러나, FMS시스템 요구사항은 삭제하고자 하는 주문형 지상점이 비행계획의 일부라면 이를 허용하지 않는다. 이러한 요구사항은 데이터베이스 관리 서브시스템(400)에서 상기 주문형 지상점 프로세스를 통해 비행계획을 체크하도록 함으로써 간단히 실행되는 경우에는, 상기 서브시스템 종속 법칙에 위배될 것이다. 하지만, 이러한 요구사항의 분석과정에서는 이것이 상위레벨 시스템 요구사항이라는 것을 노출시키게 된다. 상기 시스템은 그런 작동을 일어나도록 확실하게 정의된다. 틀림없이, 상기 주문형 지상점 프로세스에서는 임의의 시간에 주문형 지상점을 삭제하는 문제가 없다. 따라서, 이러한 요구사항을 실행하는 적절한 방법은 데이터베이스 관리 및 비행계획 서브시스템(400,340)의 상위에 있는 자동화 승무원 서브시스템(360)내에 주문형 "지상점 삭제" 애플리케이션 기능을 부가하는 것일 수 있다.Suppose you entered a flight plan and one of the segments is defined using a custom ground point. The operator then decides to delete the on-demand ground point from the database. However, FMS system requirements do not allow this if the custom ground point to be deleted is part of a flight plan. This requirement would violate the subsystem dependency rule if implemented simply by having the database management subsystem 400 check flight plans through the on-demand ground point process. However, the analysis of these requirements reveals that this is a higher level system requirement. The system is clearly defined to effect such an operation. Certainly, there is no problem in deleting the custom ground point at any time in the custom ground point process. Thus, a suitable way to implement this requirement may be to add an on-demand "destroy point" application function within the automated crew subsystem 360 above the database management and flight planning subsystems 400,340.
이는 전체 FMS 구조의 계획안에서 특정예가 된다. 하지만, 이는 일반적인 범주에 해당하는 추가적인 능력도 있다. 실제로, 항법 무선용 자동튜닝 기능은 자동화 승무원 서브시스템(360)내에서 어플리케이션 기능으로서 분류될 수 있다. 그 기능은 항법, 비행계획 및 데이터베이스관리 서브시스템(330,340,400)의 서비스를 이용하여 보다 복잡한 상위레벨기능을 실현한다. 항법 튜닝 서브시스템(350)은 전체 FMS의 하나의 특징으로서 그 중요성과 복잡성 때문에 분리된 서브시스템으로서 나타난다.This is a specific example in the scheme of the overall FMS structure. However, it also has additional capabilities that fall into the general category. Indeed, the autotuning function for navigation radio may be classified as an application function within the automation crew subsystem 360. It utilizes the services of navigation, flight planning, and database management subsystems 330, 340, and 400 to realize more complex higher level functions. Navigation tuning subsystem 350 appears as a separate subsystem because of its importance and complexity as a feature of the overall FMS.
본 서브시스템으로의 입력은 실제로 다양하다. 본 서브시스템(801)을 위한 입력에서 가장 중요한 측면은 그 입력이 2개 이상의 하위 서브시스템으로부터 발생된다는 것이다. 본 서브시스템의 어떤 능력이 단 하나의 하위서브시스템으로부터의 입력을 요구한다면, 그 능력은 가능하면 그 하위 서브시스템에서 실행되어야 할 것이다.The inputs to this subsystem actually vary. The most important aspect in the input for this subsystem 801 is that the input is from two or more subsystems. If a capability of this subsystem requires input from only one subsystem, that capability should be run in that subsystem whenever possible.
이러한 입력과 마찬가지로, 본 서브시스템의 출력은 광범위하게 다양하면서도 실행되는 상위레벨 기능에 종속한다.As with these inputs, the output of this subsystem depends on a wide variety of high-level functions that are executed.
유용 가능한 레거시 시스템(legacy system)에서는, 본 서브시스템이 가상적으로 존재하지 않는다. 실제로, 본 서브시스템의 부재는 그 시스템에서 실행의 복잡성이 발생되는 주요한 원인 중 하나일 것이다. 상기 주어진 주문형 지상점의 예에서는, 실제로 레거시 FMS시스템은 데이터베이스 관리 기능이 비행계획기능에 간단히 종속시킴으로써 동등한 기능을 실행하였다. 전형적인 FMS에서 실행되는 상위레벨기능형태의 수에 의한 인공종속성(artificial dependency)의 증가 및 복잡성은 가상적으로 이해될 수 없게 된다.In legacy systems that are available, this subsystem does not exist virtually. Indeed, the absence of this subsystem may be one of the main reasons for the complexity of execution in that system. In the example of an on-demand ground point given above, the legacy FMS system actually performed the equivalent function by simply subordinate the database management function to the flight planning function. The increase and complexity of artificial dependency by the number of higher-level functional forms implemented in a typical FMS is virtually incomprehensible.
자동화 승무원 서브시스템(360)의 개발을 위한 접근방법은 현존하는 시스템 내에 상위레벨기능의 그룹에 속하는 기능을 식별하는 것이다. 일단 식별되면, 간단하게 자동화 승무원 서브시스템(360)으로 현재 실행되는 위치에서 그 기능을 이동시키는 문제일 수 있다. 상기 기능을 이동시킴으로써 원래의 서브시스템으로부터의 인공종속성을 제거할 수 있다.An approach for the development of the automated crew subsystem 360 is to identify the functions that belong to a group of higher level functions within an existing system. Once identified, it may simply be a matter of moving that function from where it is currently executed to the automated crew subsystem 360. By moving the function, the artificial dependency from the original subsystem can be removed.
상기 항법 무선 튜닝 서브시스템(350)은 두개의 일반적인 기능을 가질 수 있다. 첫째로, 상기 서브시스템은 일반적으로 각각의 보드상의 항법 무선 리시버를, 미리 결정되는 지리적 위치에서 위치되는 선택된 무선 항법 보조에 튜닝하는 일련의 서비스를 제공할 수 있다. 둘째로, 상기 서브시스템은 상기 리시버가 튜닝되는 최적화된 일련의 무선 항법보조를 제공한다. 상기 두 가지의 항법 무선 튜닝 서브시스템(350)의 기능을 사용함으로써, 항법 서브시스템(330)은 매우 정확하게 항공기의 위치를 계산할 수 있다. 자동화된 형태로 이러한 기능을 수행함으로써, 상기 항법 무선 튜닝 서브시스템(350) 및 항법 서브시스템(330)은 함께 항공승무원(12)으로부터 무선 항법 보조 결정 및 무선 튜닝 업무를 경감시키는 역할을 한다.The navigation radio tuning subsystem 350 may have two general functions. Firstly, the subsystem can generally provide a set of services for tuning the navigation radio receiver on each board to a selected radio navigation aid located at a predetermined geographical location. Secondly, the subsystem provides an optimized series of radio navigation aids in which the receiver is tuned. By using the functions of the two navigation radio tuning subsystems 350, the navigation subsystem 330 can calculate the position of the aircraft very accurately. By performing this function in an automated form, the navigation radio tuning subsystem 350 and navigation subsystem 330 together serve to mitigate radio navigation assistance determination and radio tuning tasks from the air crew 12.
상기 항법 무선 튜닝 서브시스템(350)으로부터 제공되는 일련의 무선 튜닝 서비스는 항법 무선을 튜닝하도록 요청하는 다른 FMS 서브시스템에 의한 사용을 위해 설계된다. "왜 조종사가 상기 항법 무선을 직접 튜닝할 수 없으며 이런 일련의 서비스를 직접 제공해서는 안되나?"라고 질문하는 것은 당연하다. 그 답은 항법 무선은 유용한 것이어서 그것은 지구상에 위치가 알려지는 항법 보조에 튜닝되어야 한다는 것이다. 만약 항법 라디오가 단지 주파수에 튜닝된다면 그 결과로서의 정보는 무용한 것이다. 그러므로 상기 항법 무선 튜닝 서브시스템(350)에 의해 제공되는 일련의 서비스는 바람직한 튜닝 작동에 관련된 상기 무선 항법 보조(보다 자세히는 항법보조의 위치)를 결정하기 위해 오직 존재하는 것이다. 물론, 무선은 항법 보조 식별자를 사용하여 튜닝될 수 있으며, 이 경우 그 작동이 쉬울 수 있다. 그러나 단지 주파수를 통한 튜닝 시에, 상기 서비스는 주어진 주파수를 가지는 항법보조에 대한 현재 항공기 위치 근처에 지리적으로 존재하는 일련의 항법보조를 찾을 것이다. 근처에 비교할 수 있는 항법보조가 없다면, 상기 무선은 계속 튜닝되지만 상기 무선으로부터 수신되는 결과로서의 항법 정보는 일반적으로 무선의 위치를 결정하는데 있어서 소용없을 것이다.The series of radio tuning services provided from the navigation radio tuning subsystem 350 is designed for use by other FMS subsystems requesting to tune the navigation radio. It is natural to ask, "Why can't the pilot tune the navigation radio directly and provide this set of services directly?" The answer is that navigation radio is useful, and it must be tuned to navigation aids whose location is known on Earth. If the navigation radio is only tuned to frequency, the resulting information is useless. Therefore, the set of services provided by the navigation radio tuning subsystem 350 is only present to determine the radio navigation aid (more specifically the location of the navigation aid) related to the desired tuning operation. Of course, the radio may be tuned using the navigation aid identifier, in which case the operation may be easy. However, only when tuning via frequency, the service will look for a series of navigational aids that exist geographically near the current aircraft position for navigational aids having a given frequency. If there is no comparable navigation aid nearby, the radio will continue to tune but the navigation information as a result received from the radio will generally be useless in determining the location of the radio.
상기 항법 무선 튜닝 서브시스템(350)은 또한 자동으로 상기 무선이 튜닝되는 특정 항법보조를 선택하여 결과적으로 최적의 위치를 계산하는 기능을 제공한다. 상기 자동 튜닝 기능은 항공승무원(12)의 개입 없이 실행되도록 설계된다.The navigation radio tuning subsystem 350 also provides the ability to automatically select specific navigational aids to which the radio is tuned and consequently calculate the optimal position. The automatic tuning function is designed to be executed without the intervention of the crew 12.
상위 서브시스템에 의해 제공되는 입력을 통해 항법 무선을 수동으로 튜닝할 때마다, 상기 항법 무선 서브시스템(350)은 현재의 항공기 위치와 지리적으로 가까운 위치에 있는 무선 항법보조와 그 튜닝 요청을 상관시키려는 시도를 한다. 상기 무선 항법보조 지리적 위치정보는 데이터베이스 관리 서브시스템(400)으로부터 수집된다. 자동튜닝기능이 작동되면, 항법 무선 튜닝 서브시스템(350)은 상기 항법 무선이 튜닝되어야 하는 보다 우수한 세트의 항법보조를 주기적으로 검색한다. 상기 자동튜닝기능에 요구되는 입력은 항법 데이터베이스(403)의 항법보조 목록과 항법 서브시스템의 현재 항공기 위치를 포함한다. 상기 항법 무선 튜닝 서브시스템에 제공되는 항공기위치의 정확성은 그 서브시스템이 최적의 항공기위치계산을 하는 항공보조의 선택여부를 결정한다.Each time you manually tune the navigation radio through the input provided by the higher subsystem, the navigation radio subsystem 350 attempts to correlate its tuning request with the radio navigation assistant at a location geographically close to the current aircraft location. I try. The radio navigation aid geographic location information is collected from a database management subsystem 400. When the autotuning function is activated, the navigation radio tuning subsystem 350 periodically searches for a better set of navigation aids for which the navigation radio is to be tuned. The input required for the autotuning function includes the navigation aid list of the navigation database 403 and the current aircraft position of the navigation subsystem. The accuracy of the aircraft position provided to the navigation radio tuning subsystem determines whether the subsystem selects aeronautical assistance for optimal aircraft position calculation.
항법 무선 튜닝 서브시스템(350)의 출력은 장치관리 서브시스템(510)으로 구현된 항법 무선으로 진행하는 단순 무선 튜닝 명령어이다. FMS설계에서 다른 서브시스템이 장치관리서브시스템(510)의 항법 무선을 직접 튜닝할 수 없게 하는 것이중요하다.The output of the navigation radio tuning subsystem 350 is a simple radio tuning command that proceeds to the navigation radio implemented by the device management subsystem 510. It is important in the FMS design that other subsystems cannot directly tune the navigation radio of the device management subsystem 510.
현존하는 군용 및 상업용 FMS 시스템 모두는 항법무선 튜닝기능을 갖고 있다. 일반적으로 상업용 항공기는 초단파 전(全)방향 무선(VHF omnidirection radio: VOR)수신기와 스캐닝 거리측정장치(distance measuring equipment: DME)를 구비한다. 군용 항공기는 통상적으로 VOR 수신기와 전술항법(tactical air navigation: TACAN)송수신기를 구비한다.Both existing military and commercial FMS systems have navigational radio tuning. Commercial aircraft generally have a VHF omnidirection radio (VOR) receiver and scanning measuring equipment (DME). Military aircraft typically have a VOR receiver and a tactical air navigation (TACAN) transmitter.
수직유도 서브시스템(312)은 FMS의 다른 하이-레벨 기능을 갖는다. 그 목적은 항공기(13)가 계획된 수직항로를 유지하도록 하는 명령어를 제공하는데 있다. 이러한 명령어는 상승/하강 신호 또는 조종면 변위(control surface deflection)와 같은 형태일 수 있다. 출력형태와 관계없이, 수직유도의 상세한 사항은 상기 서브시스템의 사용자에게는 나타나지 않는다.Vertical induction subsystem 312 has another high-level functionality of the FMS. The purpose is to provide an instruction for the aircraft 13 to maintain the planned vertical course. Such instructions may be in the form of rising / falling signals or control surface deflection. Regardless of the output form, the details of the vertical induction do not appear to the user of the subsystem.
일부 특정 항공기에서는 수직유도 서브시스템(312)에 포함된 기능을 사용하지 않으므로, 그 수직유도 서브시스템(312)은 그 시스템의 잔여부분과 미소한 기능적 충돌을 갖는 FMS로부터 분리될 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 분리는 항공 엔지니어링 서브시스템(flight engineering subsystem: 320)에 영향을 줄 수 있는 것으로 예상된다. 그러므로, 항공 엔지니어링(320) 및 수직유도(312) 서브시스템을 함께 분리할 수 있는 것이 허용될 수 있다.Since some specific aircraft do not use the functionality contained in the vertical guidance subsystem 312, it is desirable that the vertical guidance subsystem 312 can be separated from the FMS with minor functional collisions with the rest of the system. . This separation is expected to affect the flight engineering subsystem 320. Therefore, it may be allowed to separate the aeronautical engineering 320 and vertical guidance 312 subsystems together.
수직유도서브시스템(312)은 단순히 항공기 비행계획의 각 구간에 대한 고도관련 정보에 기초한 스티어링 명령어(steering command)를 연산할 수 있도록 설계된다. 비행계획의 구성과정에서 사용될 수 있는 복잡한 구조 및 패턴에 대한 지식은 없다.The vertical guidance subsystem 312 is designed to simply calculate a steering command based on the altitude-related information for each section of the aircraft flight plan. There is no knowledge of complex structures and patterns that can be used in the construction of flight plans.
수직유도서브시스템(312)는 비행계획서브시스템(340)으로부터 항공기의 계획된 수직궤도와, 항법 서브시스템으로부터 현재의 항공기상태 벡터를 각각 수집한다. 상기 항공 엔지닝어링 서브시스템(320)은 수직유도서브시스템(312)의 작동을 제한하는 역할을 하는 특정 데이터를 제공할 것이다. 수직유도서브시스템(312)은 항공엔지니어링 서브시스템(320)으로부터 최대상승고도와 같은 제한조건을 수집하는 것을 담당할 수 있다.The vertical guidance subsystem 312 collects the planned vertical trajectory of the aircraft from the flight planning subsystem 340 and the current aircraft status vector from the navigation subsystem, respectively. The aeronautical engineering subsystem 320 will provide specific data that serves to limit the operation of the vertical guidance subsystem 312. The vertical induction subsystem 312 may be responsible for collecting constraints such as the maximum elevation altitude from the aviation engineering subsystem 320.
수직유도 서브시스템(312)의 최초 출력은 항공기(13)가 계획된 수직궤도를 추종하도록 하는 한 세트의 명령어이다. 수직유도 서브시스템(312)은 특정 항공기 자동조정장치에 요구되는 것에 따라서, 속도 및 고도목표의 형태로 또는 피치(pitch) 명령어의 형태로 명령어를 제공한다. 수직유도 서브시스템(312)은 여러 가지 항공기 타입에서 재사용될 수 있도록 두 형태 모두를 생성할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 수직유도기능(312)은 주 항공기에 설치된 경우에 오토스로틀(autothrottle)을 구동할 수 있는 명령어를 출력할 것이다.The initial output of the vertical guidance subsystem 312 is a set of instructions that cause the aircraft 13 to follow the planned vertical trajectory. Vertical guidance subsystem 312 provides instructions in the form of speed and altitude targets or in the form of pitch instructions, as desired for a particular aircraft autopilot. The vertical guidance subsystem 312 is preferably capable of generating both forms for reuse in various aircraft types. In addition, the vertical induction function 312 will output a command to drive autothrottle when installed in the main aircraft.
측방향 유도 서브시스템(lateral guidance subsystem: 311)은 FMS의 다른 세트의 하이레벨 기능을 갖는다. 그 목적은 항공기가 계획된 측방향 항로를 유지하게 하는 명령어를 제공하는데 있다. 상기 명령어는 좌/우 신호 또는 조종면 변위와 같은 형태일 수 있다. 이러한 출력형태와 관계없이, 측방향 유도의 상세한 사항은 상기 서브시스템의 사용자에게는 나타나지 않는다.Lateral guidance subsystem 311 has another set of high level functionality of the FMS. The purpose is to provide a command for the aircraft to maintain the planned lateral course. The command may be in the form of a left / right signal or control plane displacement. Regardless of this output form, the details of the lateral guidance do not appear to the user of the subsystem.
측방향 유도 서브시스템(311)은 그 소스에 관계없이 단순히 비행계획구간을요구하도록 설계되어야 한다. 측방향 유도 서브시스템(311)은 표준계기출발(standard instrument departure:SID), 표준터미널도착(standard terminal arrival:STAR) 또는 공중대기경로(holding pattern)와 같은 복잡한 구조를 갖는 부분인 구간과 정확히 동일하게 수동으로 형성된 구간을 처리하여야 한다. 측방향 유도 서브시스템(311)은 비행계획에서 오직 현재 구간 및 다음 2개의 구간의 변수만을 요구한다. 측방향 유도 서브시스템(311)은 항법 서브시스템(330)으로부터 직접 항법 데이터를 얻으며, 계획된 측방향 항로를 추종하는 유도명령어를 연산한다.The lateral guidance subsystem 311 should be designed to simply require a flight planning section regardless of its source. The lateral guidance subsystem 311 is exactly the same as a section that has a complex structure, such as standard instrument departure (SID), standard terminal arrival (STAR), or holding pattern. Manually formed sections should be processed. The lateral guidance subsystem 311 requires only the variables of the current segment and the next two segments in the flight plan. The lateral guidance subsystem 311 obtains the navigation data directly from the navigation subsystem 330 and computes an instruction to follow the planned lateral route.
측방향 유도 서브시스템(311)은 비행계획 서브시스템(340)으로부터 그 항공기의 계획된 측방향 궤도와, 항법 서브시스템(330)으로부터 현재의 항공기상태 벡터를 각각 수집한다. 상기 항공 엔지니어링 서브시스템(320)은 측방향 유도서브시스템(311)의 작동을 제한하는 역할을 하는 특정 데이터를 제공할 수 있다. 측방향 유도 서브시스템(311)은 항공 엔지니어링 서브시스템(320)으로부터 최대 경사각(maximum bank angle)과 같은 제한조건을 수집하는 것을 담당할 수 있다. 측방향 유도 서브시스템(311)의 최초 출력은 항공기(13)가 계획된 측방향 궤도를 추종하도록 하는, 롤(roll) 명령어와 같은 한 세트의 명령어이다.The lateral guidance subsystem 311 collects the aircraft's planned lateral trajectory from the flight planning subsystem 340 and the current aircraft status vector from the navigation subsystem 330, respectively. The aeronautical engineering subsystem 320 may provide specific data that serves to limit the operation of the lateral guidance subsystem 311. Lateral guidance subsystem 311 may be responsible for collecting constraints, such as maximum bank angle, from aeronautical engineering subsystem 320. The initial output of the lateral guidance subsystem 311 is a set of instructions, such as a roll instruction, which causes the aircraft 13 to follow the planned lateral trajectory.
항공 엔지니어링 서브시스템(320)은 과거에 '항공기관사'로 알려진 항공기 승무원이 통상적으로 수행하였던 여러 기능들을 자동화한다.The aviation engineering subsystem 320 automates many of the functions typically performed by aircraft crew members known in the past as 'airline engineers'.
(a) 중량 및 균형 기능은 실제 및 예측된 항공기(13)의 총 중량과 무게중심(CG)을 모니터링하고 계산한다.(a) The weight and balance function monitors and calculates the total weight and center of gravity (CG) of the actual and predicted aircraft 13.
(b) V-속도기능은 현재조건에 기초하여 최소 출력 비행속도와 같은 항공기성능 비행속도들을 계산한다.(b) The V-speed function calculates aircraft performance flight speeds, such as minimum output flight speed, based on current conditions.
(c) 비행정보기능은 비행계획에 따른 각 지점에서 도착추정시간(estimated time of arrival: ETA), 연료소모 및 연료잔여분과 같은 다양한 변수를 계산하고 예측한다.(c) The flight information function calculates and predicts various variables such as estimated time of arrival (ETA), fuel consumption and fuel balance at each point in the flight plan.
항공 엔지니어링 서브시스템(320)은 FMS 아키턱처 내에서 계층적으로 최상위층 중 하나에 상주하고, 계층적으로 보다 낮은 층에 상주하는 서브시스템의 서비스를 이용하여 그 임무를 수행한다.The aeronautical engineering subsystem 320 resides in one of the top tiers hierarchically within the FMS architecture and performs its tasks using the services of the subsystems that reside hierarchically lower tiers.
항공 엔지니어링 서브시스템(320)에서, 다양한 기능에 의해 사용되는 대부분의 알고리듬은 그 알고리듬이 수행되는 항공기 타입과 관계없이 동일하게 존재한다. 항공 엔지니어링 서브시스템(320)은 이륙에 필요한 거리를 계산하는데 사용되는 변수와 같은 항공기 특정 데이터를 내부 데이터베이스로 로딩할 수 있도록 설계된다. 항공 엔지니어링 서브시스템(320)은 데이터베이스 관리 서브시스템(400)에서 제공되는 서비스에 액세스함으로써 성능데이터베이스(402)로부터 얻은 데이터를 수집할 수 있다.In aeronautical engineering subsystem 320, most of the algorithms used by the various functions are the same regardless of the type of aircraft on which the algorithm is performed. The aeronautical engineering subsystem 320 is designed to load aircraft specific data, such as variables used to calculate the distance required for takeoff, into an internal database. The aeronautical engineering subsystem 320 may collect data obtained from the performance database 402 by accessing the services provided by the database management subsystem 400.
항공 엔지니어링 서브시스템(320)에 의해 수행되는 작업의 다양성으로 인해, 이 서브시스템으로의 입력은 폭넓게 다양해진다. 다수의 기능은 통상적으로 운영자 에 의해 제공되는 변수를 필요로 한다. 일반적인 입력은 총 중량, 제로연료중량 및외부 대기온도와 같은 값을 포함한다. 이러한 종류의 입력값을 사용하여 이착륙데이터(takeoff and landing data: TOLD)변수의 계산과 같은 연산을 수행한다. 항공엔지니어링 서브시스템에서 수행되는, 최고 상승지점의 계산과 같은 복잡한 기능은 비행계획 및 항공기의 현재상태에 관한 지식을 요구한다. 항공 엔지니어링 서브시스템(320)은 요구되어진 FMS의 하위계층 서브시스템으로부터 이러한 입력을 수집한다. 성능 데이터베이스(402)는 항공 엔지니어링 서브시스템(320)에서 일반적으로 요구되는 입력을 제공한다.Due to the variety of work performed by the aeronautical engineering subsystem 320, the inputs to this subsystem vary widely. Many functions typically require variables provided by the operator. Typical inputs include values such as gross weight, zero fuel weight and external ambient temperature. This kind of input is used to perform operations such as calculating takeoff and landing data (TOLD) variables. Complex functions, such as the calculation of peak points, performed in the aviation engineering subsystem, require knowledge of flight planning and the current state of the aircraft. The aeronautical engineering subsystem 320 collects these inputs from the lower layer subsystem of the required FMS. The performance database 402 provides the inputs generally required in the aeronautical engineering subsystem 320.
2개 종류의 출력이 항공 엔지니어링 서브시스템(320)에 의해 제공된다. 첫 번째 종류는 TOLD와 같이 보다 높은 서브시스템에서 활용 가능한 계산결과를 포함한다. 두 번째 종류는 모든 잔여 지상점(remainig waypoint)에서 ETA의 계산과 같은 비행계획으로 삽입되는 계산결과를 포함한다. 이러한 결과는 비행계획서브시스템(340)의 서비스를 이용하는 비행계획에 삽입된다.Two kinds of output are provided by the aeronautical engineering subsystem 320. The first kind includes the calculation results available in higher subsystems such as TOLD. The second category includes calculation results that are inserted into the flight plan, such as the calculation of ETA, at all remaining waypoints. This result is inserted into the flight plan using the services of the flight plan subsystem 340.
항공기항법(aircraft navigation)은 "진행 목적지는?"과 같은 문장으로 기술되는 항공기유도와 대조되는 "현재 위치는?"가 같은 문장으로 간단히 기술될 수 있다. 이 간단한 문장은 항법 서브시스템(330)의 목적전체가 된다. 유용 가능한 항법센서를 사용하여, 항법 서브시스템(330)은 3차원 지리위치 및 항공기 측방향 및 각 위치를 포함하는 '항공기상태 벡터'를 판단한다. 상기 항공기상태 벡터는 항공기 위치, 고도, 헤딩(heading), 경로, 비행속도, 지상속도, 바람, 수직속도, 자세(attitude), 자세율(attitude rates) 및 자기변화와 같은 기본적인 변수집합을 포함한다. 이러한 항공기상태 벡터는 서브시스템 종속 법칙에 따라 모든 다른 FMS 서브시스템 및 그 관련 기능에서 형성된다.Aircraft navigation may simply be described in the same sentence "where is the current position?" As opposed to the aircraft induction described in the sentence "where is the destination?" This simple sentence is the whole purpose of the navigation subsystem 330. Using the available navigation sensors, navigation subsystem 330 determines the three-dimensional geographic position and the 'aircraft state vector' which includes the aircraft lateral and angular positions. The aircraft state vector includes a basic set of variables such as aircraft position, altitude, heading, path, flight speed, ground speed, wind, vertical speed, attitude, attitude rates, and magnetic change. . These aircraft state vectors are formed in all other FMS subsystems and their associated functions in accordance with subsystem dependent laws.
항법 서브시스템(330)내의 각 데이터량에 대해서는, 여러 가능한 측정단위가있을 수 있다. 예를 들어, 위치는 지구위도 및 경도와 같은 도/분/초로 제공되거나, 진북 또는 자북(magnetic north)기준으로 제공되는 라디안 또는 헤딩으로 제공될 수도 있다. 전체 FMS 설계철학은 미터법과 같은 단일 측정 시스템으로 내부 데이터를 제공하는 것과 해리(nm)과 같이 다른 단위의 사용이 가능한 변환루틴을 제공하는 것이다.For each amount of data in the navigation subsystem 330, there may be several possible units of measure. For example, the location may be provided in degrees / minutes / seconds, such as global latitude and longitude, or in radians or headings provided on a true north or magnetic north basis. The entire FMS design philosophy is to provide internal data in a single measurement system, such as metric, and to provide conversion routines that can be used in other units, such as dissociation (nm).
항법 서브시스템(330)은 여러 다른 항법 솔루션을 이용하여 항공기상태 벡터를 생성할 수 있다. 특정 항공기용으로 제공되는 실제 솔루션은 그 항공기에 설치된 항법 센서조(suite of navigation sensors)에 종속한다. 센서조는 항법 무선장치, 관성항법시스템(INS) 및 인공위성위치측정시스템(GPS)과 같은 장치를 포함할 수 있다. 항공기상태벡터를 판단하는데 사용되는 센서의 종류에 관계없이, 항법 서브시스템(330)은 상기 열거된 기본 변수를 제공해야 한다. 상기 항법 서브시스템(330)은 변수의 전체를 제공하지 못하는 센서를 보조하기 위한 보완 센서를 사용할 수 있다. 더우기, 항법 서브시스템(330)은 브렌딩 또는 필터링 알고리듬을 이용하여 원(raw) 센서출력을 정제한다. 사용되는 방법과는 무관하게, 항법 서브시스템(330)은 다른 FMS 서브시스템이 항공기상태 벡터를 판단하는데 사용하는 연산방법을 볼 수 없도록 구성된다.The navigation subsystem 330 can generate aircraft status vectors using several different navigation solutions. The actual solution provided for a particular aircraft depends on the suite of navigation sensors installed on that aircraft. The sensor bath may include devices such as navigation radios, inertial navigation systems (INS) and satellite positioning systems (GPS). Regardless of the type of sensor used to determine the aircraft state vector, the navigation subsystem 330 must provide the basic parameters listed above. The navigation subsystem 330 may use complementary sensors to assist sensors that do not provide full of variables. Moreover, the navigation subsystem 330 refines the raw sensor output using a blending or filtering algorithm. Regardless of the method used, navigation subsystem 330 is configured such that other FMS subsystems cannot see the computational method used to determine the aircraft state vector.
항법 서브시스템(330)의 하나의 기능은 항공기 승무원(12)의 선택에 기초하여 항공기상태벡터를 생성하는데 어떤 항법센서를 사용하는가를 판단하는 것일 수 있다. 항공기 승무원(12)은 운영자 인터페이스 서브시스템(operator interface subsystem:100)을 통해 항법센서의 선택을 해제할 수 있다. 항법 서브시스템(330)은 가장 정확한 항공기상태 벡터를 제공하게 될 센서 또는 센서의 조합을 결정한다.One function of the navigation subsystem 330 may be to determine which navigation sensor is used to generate the aircraft status vector based on the selection of the aircraft crew 12. The aircraft crew 12 may deselect the navigation sensor via the operator interface subsystem 100. Navigation subsystem 330 determines the sensor or combination of sensors that will provide the most accurate aircraft status vector.
정상 운행과정에서, 항법 서브시스템(330)은 수동 또는 자동으로 선택된 항법센서의 집합에 기초하여 항공기상태 벡터를 생성한다. 그 항공기상태 벡터는 GPS 수신기와 같은 센서로부터 직접 얻어진 획득 데이터(acquiring data) 또는 TACAN으로부터 얻어진 베어링 정보(bearing information) 및 항로표지(range)를 이용하는 것과 같은 연산에 의해 점유될 수 있다.In normal operation, the navigation subsystem 330 generates aircraft status vectors based on a set of manually or automatically selected navigation sensors. The aircraft state vector can be occupied by operations such as using acquiring data obtained directly from sensors such as GPS receivers or bearing information and ranges obtained from TACAN.
최소한, 항법 서브시스템은 GPS, INS 및 항법무선장치(하나 이상의 항법보조장치를 이용함)를 이용한 항공기상태 벡터를 제공할 것이다. 이러한 항공기상태 벡터는 2개 이상의 항법 센서로부터 얻어진 정보를 혼합함으로써 도출될 수 있다.At a minimum, the navigation subsystem will provide aircraft status vectors using GPS, INS and navigation radios (using one or more navigation aids). Such aircraft status vectors can be derived by mixing information from two or more navigation sensors.
항공기 비행 시뮬레이터의 모의 항공기 운행과정에서, 항법 서브시스템(330)은 시뮬레이션 명령어를 기초하여 항공기상태 벡터 변수를 생성한다. 항법 서브시스템(330)이 항공기상태 벡터를 점유할 때에는, FMS 아키턱처 내의 계층적으로 동일하거나 상위층에 상주하는 다른 FMS 서브시스템에 항법 인터페이스로서 보조할 수 있다.In simulated aircraft operation of the aircraft flight simulator, the navigation subsystem 330 generates aircraft state vector variables based on simulation instructions. When the navigation subsystem 330 occupies an aircraft state vector, it may assist as a navigation interface to other FMS subsystems that reside hierarchically the same or higher layers within the FMS architecture.
비행계획 서브시스템(340)의 기능은 항공기 비행계획을 정의하는 구간목록을 생성하고 유지하는 것을 담당한다. 비행계획은 기본적으로 3개의 부분-출발지, 목적지 및 그 사이의 하나이상의 비행계획구간으로 구성될 수 있다. 비행계획구간은 2개의 지상점 사이의 경로로서 정의된다. 구간은 지상점을 지정함으로써 비행계획으로 간단하게 입력될 수 있다. 게다가, SID, STAR 및 공중대기경로와 같이, 복잡하고 미리 정의된 시퀀스의 구간은 한번의 입력 또는 정의기준(definition criteria)의 집합을 이용하여 비행계획으로 입력될 수 있다. 비행계획 및 다양한 형태의 비행계획구간을 작성하는 방식은 ARINC사에 의해 배포된 엔지니어링 표준(engineering standards)으로 지정된다. 공중급유 및 공중투하와 같이, ARINC 표준으로 지정되지 않는 특수 군사용 비행패턴은 FMS 프로덕트 라인에서 표준화될 수 있다.The function of flight planning subsystem 340 is responsible for creating and maintaining a segment list that defines an aircraft flight plan. A flight plan may consist essentially of three part-departures, destinations and one or more flight plan sections in between. The flight plan section is defined as the path between two ground points. Segments can be entered simply into flight plans by specifying ground points. In addition, segments of complex, predefined sequences, such as SID, STAR, and airborne routes, can be entered into a flight plan using a single input or a set of definition criteria. The flight plan and the manner in which the various types of flight plan sections are drawn up are designated as engineering standards distributed by ARINC. Special military flight patterns, such as air refueling and airdropping, that are not specified by the ARINC standard, can be standardized in the FMS product line.
항공기 비행계획은 항공기운행에서 결정적일 수 있으며, 여러 FMS 서브시스템이 그 비행계획에 대한 액세스를 요청할 수도 있다. 비행계획과 일치한 단일 사본이 이러한 데이터의 모든 사용자를 위해 유지되는 것이 중요하다. 따라서, 비행계획에 대한 액세스를 요청하는 FMS 내의 다른 서브시스템은 비행계획 서브시스템(340)에 의해 제공되는 이러한 서비스만을 이용해야 한다. 비행계획 서브시스템(340)클라이언트 사이에서 발생가능한 경합(contention)을 방지하기 위해서, 비행계획개조에 대한 요청은 우선순위가 결정되어 큐잉된다.Aircraft flight plans may be critical to aircraft operations, and several FMS subsystems may request access to the flight plans. It is important that a single copy consistent with the flight plan be maintained for all users of this data. Thus, other subsystems within the FMS requesting access to the flight plan should only use these services provided by the flight plan subsystem 340. In order to prevent possible contention between flight planning subsystem 340 clients, requests for flight planning modifications are prioritized and queued.
비행계획 서브시스템(340)의 하나의 기능은 비행구간을 추가 또는 삭제하거나 현존하는 구간과 관련된 정보를 변경하는 인입 요청(incoming request)을 처리하는 것이다. 이러한 요청은 항공기승무원(12) 및 데이터링크 작업자와 같은 외부소스를 포함하는 다양한 소스와, 다른 FMS서브시스템으로부터 인입될 수 있다. 이러한 요청은 소스와 무관하게 비행계획서브시스템(340)에 의해 표준화되고 일관된 방식으로 분배된다. 임의의 특별한 요청의 분배는 그것이 승무원에 의해 유발되든지, 비행엔지니어링 서브시스템(320)과 같은 다른 FMS 서브시스템에 의해 유발되든지 관계없이 동일하다.One function of the flight planning subsystem 340 is to handle incoming requests that add or delete flight segments or change information related to existing segments. Such requests may come from a variety of sources, including external sources such as aircraft crew 12 and datalink operators, and from other FMS subsystems. These requests are distributed in a standardized and consistent manner by the flight plan subsystem 340 regardless of the source. The distribution of any particular request is the same whether it is caused by a crew member or by another FMS subsystem such as flight engineering subsystem 320.
비행계획 서브시스템(340)은 다른 FMS서브시스템이 비행계획으로부터의 정보에 액세스하도록 하는 기능을 갖는다. FMS 내의 다른 모든 서브시스템은 비행계획데이터를 얻기 위해서 비행계획 서브시스템(340)을 사용하여야 한다. 구간데이터의 어떤 요소가 변경될 때에는, 비행계획 서브시스템(340)은 다른 FMS서브시스템에 비행계획이 변경되었음을 지시하여 그 변경이 수용되거나 삭제되어야 한다.Flight planning subsystem 340 has the ability to allow other FMS subsystems to access information from the flight plan. All other subsystems within the FMS should use flight planning subsystem 340 to obtain flight planning data. When any element of the segment data is changed, the flight plan subsystem 340 instructs the other FMS subsystem that the flight plan has changed so that the change must be accepted or deleted.
종래기술에 따른 FMS 시스템에서는, 비행계획 서브시스템(340) 및 항공기 유도 서브시스템(310)과 균등한 기능들은 타이트하게 결합되어, 비행계획관련 변경이 필요없이 복잡하고 시간소모가 컸다. 유익하게도, 본 발명의 계층화된 서브시스템 아키턱처에서는, 항공기유도 서브시스템(310)은 비행계획 서브시스템(340)에 종속되며, 비행계획 서브시스템(340)은 보다 상위 계층에 있으므로 항공기유도 서브시스템(310)에 관한 지식을 전혀 가지고 있지 않다. 비행계획 서브시스템(340)의 목적이 비행계획구간 목록을 유지하는데 있는 반면에, 항공기유도 서브시스템(310)의 목적은 항공기 비행궤도를 유도하는데 있다. 이러한 영역의 규율화된 분리는 종래의 FMS시스템에서 있었던 변화보다 훨씬 더 간소하면서도 적은 시간소모를 갖도록 비행계획 서브시스템(340)의 개선을 가져온다. 실제로, 이러한 영역의 분리가 엄격하게 고착화되면, 비행계획(340) 또는 항공기 유도(310) 서브시스템 중 어느 하나의 장래의 변화가 최소화되어야 한다.In the FMS system according to the prior art, the functions equivalent to the flight planning subsystem 340 and the aircraft guidance subsystem 310 are tightly combined, which is complicated and time-consuming without the need for flight plan-related changes. Advantageously, in the layered subsystem architecture of the present invention, the aircraft guidance subsystem 310 is subordinate to the flight planning subsystem 340, and the flight planning subsystem 340 is at a higher layer, thus the aircraft guidance subsystem. Have no knowledge of (310). While the purpose of flight planning subsystem 340 is to maintain a list of flight plans, the purpose of aircraft guidance subsystem 310 is to guide aircraft flight trajectories. This disciplined separation results in an improvement in flight planning subsystem 340 to be much simpler and less time consuming than changes made in conventional FMS systems. Indeed, if the separation of these areas is strictly fixed, future changes in either the flight plan 340 or aircraft guidance 310 subsystem should be minimized.
예상되는 비행계획에 관련한 개선사항은 상기한 군사용 공중급유 및 공중낙하패턴과 같은 추가적인 특수 비행패턴을 포함한다. 이러한 다수의 특수패턴의 경우에는 전체 FMS에 대한 지식을 갖는 자동화 승무원 서브시스템(360)에 새로운 기능성을 갖추는 것이 바람직하다. 자동화 승무원 서브시스템(360)에 새로운 기능성을 부가하는 것은 다른 핵심 FMS 서브시스템에 영향을 주지 않는다. 이로써 부수적인 영향 및 필요한 리그레션 테스트(regression testing)를 최소화한다.Improvements to anticipated flight plans include additional special flight patterns, such as the military air refueling and air fall patterns described above. For many of these special patterns, it is desirable to have new functionality in the automated crew subsystem 360 having knowledge of the entire FMS. Adding new functionality to the automation crew subsystem 360 does not affect other core FMS subsystems. This minimizes side effects and the required regression testing.
항법 데이터베이스 서브시스템(403)은 주로 월드와이드 항법 데이터베이스의 관리를 담당한다. 일반적으로, 항공기 운행과 관련하여, '데이터베이스'를 참조할 때에, 그 참조는 실제로 월드와이드 항법 데이터베이스에서 이루어진다. FMS의 전체적인 기능에 중요한 여러 다른 데이터베이스가 있다. 이러한 데이터베이스로는 통신 데이터베이스 서브시스템(401) 및 성능 데이터베이스 서브시스템(402)등이 있다. 통신 데이터베이스 서브시스템(401)은 주로 통신 무선 튜닝(communication radio tuning) 과정에서 사용되는 주파수목록에 액세스하는 기능을 갖는다. 성능 데이터베이스 서브시스템(402)은 특정 항공기에 대한 기체 및 엔진의 특성에 관한 정보에 엑세스하는 기능을 갖는다.The navigation database subsystem 403 is primarily responsible for managing the worldwide navigation database. Generally, when referring to a 'database' with respect to aircraft operations, the reference is actually made in a worldwide navigation database. There are several other databases that are important to the overall functionality of the FMS. Such databases include communication database subsystem 401 and performance database subsystem 402. The communication database subsystem 401 has the ability to access a frequency list primarily used in communication radio tuning. The performance database subsystem 402 has the ability to access information about the characteristics of the aircraft and the engine for a particular aircraft.
항법 데이터베이스 서브시스템(403)은 요구된 형태의 월드와이드 항법 데이터베이스로부터 데이터를 검색하는 것을 담당한다. 항법 데이터베이스 관리 서브시스템은 상기 데이터베이스로부터 얻은 단일한 엔티티 및 관련된 입력들의 목록을 검색할 수 있어야 한다. 예를 들어, 단일 항법보조장치와 관련된 정보를 검색하는 기능이 제공될 수도 있다. 소정의 위치에서 50 해리 내에 있는 항법보조장치의 목록을 검색하는 다른 기능이 제공될 수 있다. 다른 예로는, 항로의 경우에 여러 지상점을 갖는 것과 같이, 요청된 엔티티가 정상적으로는 목록의 형태일 수 있다. 항법 데이터베이스 서브시스템(403)의 성공적인 발전을 위한 열쇠는 영역 요구(domain requirement)를 목표로 하는 상대적 표준 인터페이스의 구축이다. 이러한 인터페이스의 구현은 데이터베이스 소스 데이터에 따라 쉽게 다양화될 수 있으며, 그 시스템의 다른 부분에는 영향을 주지 않는다. 일반적으로, 항법 데이터베이스 서브시스템(403)은 항법 보조장치, SID, STAR, 소정의 지상점, 항로, 공항, 활주로, 군사훈련용 항로(miltary training routes: MTR) 및 급유항로를 포함할 것이다.The navigation database subsystem 403 is responsible for retrieving data from the worldwide navigation database of the required type. The navigation database management subsystem should be able to retrieve a list of single entities and associated inputs obtained from the database. For example, a function may be provided for retrieving information related to a single navigation aid. Other functions may be provided for retrieving a list of navigational aids within 50 nautical miles at a given location. As another example, the requested entity may normally be in the form of a list, such as having multiple ground points in the case of a route. The key to successful development of the navigation database subsystem 403 is the construction of a relative standard interface that targets domain requirements. The implementation of these interfaces can be easily diversified based on database source data and does not affect other parts of the system. In general, the navigation database subsystem 403 will include navigation aids, SIDs, STARs, predetermined ground points, routes, airports, runways, military training routes (MTRs) and refueling routes.
항법 데이터베이스 서브시스템(403)에서 요구되는 입력 프로세스는 단순하게 데이터베이스요청의 해석(interpretation)과 내부 데이터 구조로부터 상응하는 데이터의 검색이다. 항법 데이터베이스 서브시스템(403)의 출력 프로세스는 단순하게 요청된 데이터를 제공하는 것이다.The input process required by the navigation database subsystem 403 is simply the interpretation of the database request and the retrieval of corresponding data from the internal data structure. The output process of the navigation database subsystem 403 is simply to provide the requested data.
성능 데이터베이스 서브시스템(402)은 요청된 성능데이터베이스로부터 데이터를 검색하는 것을 담당한다. 이러한 성능 데이터베이스 서브시스템(402)은 비행 엔진니어링 서브시스템(320)의 기능에 의해 요구되는 일반적인 데이터 집합으로 특징될 수 있다. 실제 성능 데이터의 형식 및 구조는 다른 FMS 서브시스템에서 유용가능한 표준 인터페이스에 의해 감춰질 것이다. 항법 데이터베이스 서브시스템(403)과 마찬가지로, 성능데이터베이스 서브시스템(402)의 성공적인 발전을 위한 열쇠는 영역(domain) 요구를 목표로 하는 표준 인터페이스의 구축일 수 있다. 이러한 인터페이스의 구현은 데이터베이스 소스데이터에 따라 쉽게 다양화될 수 있으며, 그 시스템의 다른 부분에는 영향을 주지 않는다. 성능 데이터베이스 서브시스템(402)은 항력(drag), V 속도(값과 한계), 고도한계 및 양력계수(lift coefficient)와 같은 기체특성을 검색하는 기능을 가질 것이다. 또한, 성능 데이터베이스 서브시스템(402)은 추진 대 파워(thrust to power) 설정 및 연료 대 파워(fuel to power) 설정과 같은 엔진특성을 검색하는 기능을 가질 것이다.The performance database subsystem 402 is responsible for retrieving data from the requested performance database. This performance database subsystem 402 may be characterized by a general set of data required by the functionality of the flight engineing subsystem 320. The format and structure of the actual performance data will be hidden by standard interfaces available in other FMS subsystems. Like the navigation database subsystem 403, the key to successful development of the performance database subsystem 402 may be the construction of a standard interface that targets domain requirements. The implementation of these interfaces can be easily diversified with database source data and does not affect other parts of the system. The performance database subsystem 402 will have the ability to retrieve gas characteristics such as drag, V velocity (values and limits), altitude limits and lift coefficients. In addition, the performance database subsystem 402 will have the ability to retrieve engine characteristics such as thrust to power settings and fuel to power settings.
성능 데이터베이스 서브시스템(402)과 관련된 입력 프로세스는 데이터베이스요청의 해석과, 상기 요청에 연관된 내부 데이터 구조로부터 데이터의 검색이다. 성능 데이터베이스 서브시스템(402)의 출력 프로세스는 일반적으로, 요청된 데이터를 제공하는 것이다.The input process associated with the performance database subsystem 402 is the interpretation of database requests and the retrieval of data from internal data structures associated with the request. The output process of the performance database subsystem 402 is generally to provide the requested data.
통신 데이터베이스 서브시스템(401)은 요청된 통신데이터베이스에서 데이터를 검색하는 것을 담당한다. 통신 데이터베이스 서브시스템(401)은 우선 통신 무선 튜닝 과정에서 사용되는 주파수목록을 갖는다. 이 데이터베이스는 다른 FMS 서브시스템이 통신데이터베이스에 해석/기록 모두 가능하다는 점에서 성능 또는 항법 데이터베이스와는 다소 다르다.The communication database subsystem 401 is responsible for retrieving data from the requested communication database. The communication database subsystem 401 first has a frequency list used in the communication radio tuning process. This database is somewhat different from a performance or navigation database in that other FMS subsystems can both interpret and write to a communications database.
본 서브시스템에서 요구하는 입력 프로세스는 다른 FMS 서브시스템을 위해 통신데이터를 검색하는 것과, 상기 다른 FMS 서브시스템으로부터 그 데이터베이스 구조로 통신데이터를 저장하는 것을 포함한다. 본 서브시스템의 출력 프로세스는 보다 상위 계층의 서브시스템에서 요청된 데이터를 보내는 것이다.The input process required by this subsystem includes retrieving communication data for another FMS subsystem and storing communication data from the other FMS subsystem into its database structure. The output process of this subsystem is to send the requested data from the higher layer subsystem.
연산 플랫폼 서비스 서브시스템(computing platform service subsystem:600)은 어떤 방식으로든 그 연산 플랫폼에 종속되는 서브시스템을 갖는다. 상기 연산플랫폼 서비스 서브시스템 내의 서브시스템은 FMS 프로덕트 라인의 진(true)애플리케이션이 하부 연산플랫폼(underlying computing platform)과는 완전히 분리되도록 존재한다. 따라서, 상기 연산 플랫폼 서비스 서브시스템 내의 서브-서브시스템들은 특정 연산플랫폼을 수용하도록 변경될지라도 그 서브시스템들간의 인터페이스를 변화없이 유지되도록 구현되어야 한다.The computing platform service subsystem 600 has a subsystem that depends in some way on that computing platform. Subsystems within the compute platform service subsystem exist such that the true application of the FMS product line is completely separate from the underlying computing platform. Thus, sub-subsystems within the compute platform service subsystem should be implemented such that the interface between the subsystems remains unchanged even if they are modified to accommodate a particular compute platform.
장치 관리 서브시스템(500)은 FMS와 인터페이스를 갖는, 무선장치, 항법센서, 항공기자동조정장치 및 CDU와 같은 모든 외부장치의 형태를 포함한다. 외부장치와 모든 통신은 장치관리 서브시스템(500)에 의해 제공되는 서비스를 사용하여 관리되는 것이다.Device management subsystem 500 includes all types of external devices, such as radios, navigation sensors, aircraft coordination devices, and CDUs, which interface with the FMS. All communication with the external device is to be managed using the services provided by the device management subsystem 500.
장치관리에 관련된 FMS의 최우선과제는 표준 피스 장치에 표준인터페이스를 제공해야 한다는 것이다. 가상장치 인터페이스 서브시스템(510)은 이 형태의 장치에 의해 일반적으로 제공되는 서비스를 포함하며 그 인터페이스는 핵심 FMS 프로덕트 라인의 부분인 것으로 고려된다. 가상인터페이스의 구현형태는 상기 시스템의 실제 부분인 물리적 장치에 기반한다.FMS's top priority in device management is to provide a standard interface to standard piece devices. The virtual device interface subsystem 510 includes the services typically provided by this type of device and the interface is considered to be part of the core FMS product line. The implementation of the virtual interface is based on a physical device that is a real part of the system.
논의할 가치가 있는 표준인터페이스에 의해 제공되는 서비스- 요구되는 서비스 대 선택적 서비스의 다른 특징이 있다. 핵심 FMS 프로덕트 라인의 철학이 말 그대로 재사용된 것이므로, 어떤 데이터가 유용가능한 것을 요구한다. 이는 표준장치에서 표준 인터페이스의 개념을 필요로 한다. 상기 표준 인터페이스가 그 형태의 장치에 적합한 서비스를 제공한다는 사실은 모든 그러한 형태의 장치가 실제로 그와 같은 서비스를 제공한다는 것을 의미하지 않는다. 예를 들면, INS의 전형적인 서비스를 고려하더라도 자기변화율(magnetic variation)을 제공하지 않는 INS가 있을 수 있다. 자기변화율을 제공하지 않는 INS를 감안하여, 핵심 FMS 프로덕트 라인은 표준서비스로서 계산된 자기변화율을 제공할 것이다. 따라서, 표준인터페이스에 의해 제공되는 서비스의 두 종류-요구되는 서비스와 선택적 서비스가 있다. 표준인터페이스가 구현될 때는, 특정 프로젝트에 대해, 표준인터페이스 내에서 실행되어야 한는 서비스와 미실행상태인 다른 서비스가 있다. 각 표준인터페이스는 요구되는 서비스와 선택적인 서비스를 열거할 것이다. 서비스가 요구되는 것인지 선택되는 것인지에 대한 판단은 간단하게 핵심 프로덕트 라인에 의해 사용되는지 여부에 기반하여 이루어질 수 있다.Services provided by standard interfaces worth discussing-there are other features of the required services versus the optional services. Since the philosophy of the core FMS product line is literally reused, it requires some data to be available. This requires the concept of a standard interface in a standard device. The fact that the standard interface provides a service suitable for that type of device does not mean that all such types of device actually provide such a service. For example, there may be an INS that does not provide magnetic variation even when considering typical services of the INS. Given an INS that does not provide a rate of change, the core FMS product line will provide a calculated rate of change as a standard service. Therefore, there are two kinds of services provided by the standard interface—services required and optional services. When a standard interface is implemented, for a particular project, there are services that must run within the standard interface and other services that are not running. Each standard interface will list the required and optional services. The determination of whether a service is required or selected can be made simply based on whether it is used by the core product line.
표준장치에서의 인터페이스가 일반적으로 장치의 논리적 모델이라는 점에 주목하는 것이 중요하다. 따라서, 가상 장치 인터페이스 서브시스템(510)은 상기 장치에 의해 제공되는 서비스뿐만 아니라, 그 장치와 관련된 하이레벨 서비스를 지정하게 된다. 이러한 추가적인 기능의 일 예는 VOR 수신기 인터페이스 내에서 발생한다. 일반적으로, 물리적 VOR 수신기는 간단히 주파수를 제공함으로써 튜닝된다. 또 다른 모델의 이상적인 VOR은 식별자 및 무선장치가 튜닝되는 항법보조장치의 위치를 포함하며, 항공기 위치를 판단하기 위해 상기 수신기로부터 재튜닝된 레인지(range)및 베어링 정보를 사용할 수 있다. 따라서, 표준인터페이스에서 VOR 수신기를 튜닝하는 서비스는 주파수 및 위치 및 식별자를 포함한다.It is important to note that the interface on a standard device is generally the logical model of the device. Thus, the virtual device interface subsystem 510 will specify the high level services associated with the device, as well as the services provided by the device. One example of such additional functionality occurs within the VOR receiver interface. In general, a physical VOR receiver is tuned by simply providing a frequency. Another ideal VOR of the model includes the identifier and the location of the navigation aid to which the radio is tuned and may use range and bearing information retuned from the receiver to determine the aircraft position. Thus, a service for tuning a VOR receiver in a standard interface includes frequency and location and identifier.
표준인터페이스에 의해 제공되는 각 서비스는 전송될 데이터뿐만 아니라 신호의 유효성(validity)에 대한 표시를 포함한다. 이는 외부장치로부터 FMS 프로덕트 라인에 데이터를 제공하는 서비스에서 특히 중요할 수 있다. 예를 들어, 대기자료컴퓨터(air data computer: ADC)는 애플리케이션에 실제 대기속도를 제공할 수 있다. 상기 대기속도값을 제공하는 것에 추가하여, ADC인터페이스는 그 대기속도의 유효성에 대한 표시를 제공해야 한다. 그 유효성은 데이터의 신선도(data freshness), 물리적 장치의 상태 및 물리적 인터페이스의 조건과 같은 기준에 기반한다.Each service provided by the standard interface contains an indication of the validity of the signal as well as the data to be transmitted. This may be particularly important in services that provide data from external devices to the FMS product line. For example, an air data computer (ADC) can provide an actual air speed to an application. In addition to providing the airspeed value, the ADC interface should provide an indication of the effectiveness of the airspeed. Its validity is based on criteria such as data freshness, the state of the physical device and the conditions of the physical interface.
보다 높은 서브시스템에서 수신된 입력과 상기 인터페이스된 장치로부터 수신된 입력에 대응하는, 장치관리 서브시스템(500)내의 입력프로세스에 관한 2가지 특징이 있다. 전자의 경우, 데이터는 일반적으로 상기 인터페이스된 장치로의 출력으로 예정된다. 본 서브시스템은 인터페이스된 장치의 논리적 모델을 가지므로, 다른 FMS 서브시스템으로부터 제공된 각 입력은 상기 장치의 출력이 된다. 후자의 경우에는, 입력데이터는 인터페이스된 장치로부터 수집되고, 각 장치에 제공된 논리 인터페이스를 통한 액세스를 위해 사용될 수 있다.There are two features relating to the input process within device management subsystem 500, which corresponds to the input received at the higher subsystem and the input received from the interfaced device. In the former case, data is generally intended for output to the interfaced device. Since this subsystem has a logical model of interfaced devices, each input provided from another FMS subsystem becomes the output of the device. In the latter case, the input data is collected from the interfaced device and can be used for access via the logical interface provided to each device.
입력프로세스와 마찬가지로, 출력 프로세스도 2가지 특징이 있다. 그 특징은 입력프로세스의 2가지 특징과 반대이다. 출력데이터는 요구된 인터페이스 장치로 전송된다. 상기와 같이, 데이터가 다른 FMS 서브시스템에 사용될 수 있다는 사실은 그 데이터가 본 서브시스템의 출력이라는 것의 다른 방식의 표현이라는 것이다.Like the input process, the output process has two characteristics. The feature is the opposite of the two features of the input process. The output data is sent to the requested interface device. As mentioned above, the fact that data can be used in other FMS subsystems is a different way of expressing that the data is the output of this subsystem.
중복 관리 서브시스템(redundancy management subsystem: 520)은 FMS시스템을 담당하는 프로세스가 고장이 있는 경우에 백업 컨티전시(backup contingency)를 제공한다. FMS 프로덕트 라인은 하나의 프로세서는 활성화되어 그 시스템의 기능을 실행하는 반면에 다른 프로세스는 대기중으로 리스닝(listening)상태가 되도록 하는 활성/대기(핫 스페어(hot spare))형태로 작동한다. 필요한 경우에 대기중인 프로세서는 활성화 프로세서의 작업부하를 인수할 것이다. 대기중인 프로세서는 활성화 프로세서를 위해 그 작업을 인수받아 실행할 수 있도록 그 활성화 프로세서로부터 데이터의 주기적 전송에 의해 리스닝상태로 준비 중이다. 활성화/대기 형태는 필요한 데이터 전송이 발생할 수 있고 그 프로세서가 역할을 교환할 수 있도록 항공기가 배선되는 것을 전제로 한다.Redundancy management subsystem 520 provides backup contingency in the event that the process in charge of the FMS system fails. The FMS product line operates in the form of active / standby (hot spare), in which one processor is activated to perform the functions of the system while the other process is listening to the standby. If necessary, the waiting processor will take over the workload of the activating processor. The waiting processor is preparing to listen by periodic transmission of data from the activating processor so that it can take over and execute the task for the activating processor. The activation / standby mode assumes that the required data transfer can occur and that the aircraft is wired so that the processors can exchange roles.
중복 관리 서브시스템(520)은 활성화 프로세서가 그 역할을 계속하기에 적합한지를 여부를 판단하기 위해 프로세서 상태를 표시한다. 또한, 프로세서역할의 반전에 영향을 주는데 필요한 데이터를 수집하고 그 데이터를 대기중인 프로세서에 전송할 수 있도록 준비해둔다.Redundancy management subsystem 520 displays processor status to determine whether the activation processor is suitable for continuing its role. It also collects the data needed to influence the reversal of the processor role and prepares it for transmission to the waiting processor.
데이터 전송에 추가하여, 상기 중복 관리 서브시스템(520)은 프로세서가 역할을 바꾸었는지 여부에 관한 표시를 출력한다. 본 발명은 핫스페어 및, 특수 항공기형태에 대한 다양한 FMS 프로그램 상의 두 철학 모두를 갖는 잇점이 있다.In addition to the data transfer, the redundant management subsystem 520 outputs an indication as to whether the processor has changed roles. The invention has the advantage of having both philosophies on hot spares and various FMS programs for special aircraft types.
영역 서비스 서브시스템(domain service subsystem: 610)은 FMS 프로덕트 라인시스템을 통해 사용되는 통상의 정의(common type definitions)와 프리머티브 유티리티(primitive utilities)의 집합을 제공한다. 상세하게는 영역 서비스 서브시스템(610)에 의해 제공되는 정의는 시스템이 작동하는 영역에 관련된 것이다. 본 서브시스템으로부터 반출되는 엔티티가 단순히 그 시스템 구현을 용이하게 하는 소프웨어 데이터형태의 집합이 아니라는 사실을 이해하는 것이 중요하다. 오히려, 본 서브시스템은 애플리케이션 영역에 제공된 서비스를 제공한다. 영역 서비스 서브시스템(610)에 있는 요소들의 예로는 소프트웨어 데이터형식으로 정의되는 경도 및 위도, 지구상 두 지점 사이에 거리를 계산하는 유틸리티와, 라디안 및 도(degree)사이에서 각 값을 변환하는 유틸리티가 있을 수 있다. FMS시스템 내의 다른 모든 서브시스템은 그 자체에서 정의하기보다는 영역 서비스 서브시스템(610)에 의해 제공되는 상기 기능을 이용할 것으로 기대된다. 이러한 서브시스템은 플랫폼이나 항공기에 종속되는 어떤 것도 포함하지 않는다. 이와 같이, 상기 클라이언트 시스템은 항공기 및 플랫폼에 종속되는 것을 방지할 수 있다. 상기 영역 서비스 서브시스템(610)은 베어링, 거리 및 경도/위도와 같은 입력변수를 받아들이며, 그 변수들에 대해 요청된 프로세스를 수행한다. 그러나, 그 프로세스 중에서 본 서브시스템에 상주할 값을 생성하는 프로세스는 없다. 영역 서비스 서브시스템(610)의 출력은 FMS 프로덕트 라인영역에서 통용될 수 있으며 유틸리티로부터 계산된 값인, 소프트웨어 형식의 정의이다. 상기 계산된 출력은 본 서브시스템에 상주하지 않으나, 단지 이를 이용하는 클라이언트에 복귀된다.Domain service subsystem 610 provides a set of common type definitions and primitive utilities used throughout the FMS product line system. Specifically, the definitions provided by the area service subsystem 610 relate to the area in which the system operates. It is important to understand that the entities exported from this subsystem are not simply a collection of software data types that facilitate the implementation of the system. Rather, this subsystem provides services provided in the application area. Examples of elements in the area service subsystem 610 include utilities for calculating longitude and latitude, distances between two points on Earth, defined as software data formats, and utilities for converting each value between radians and degrees. There may be. All other subsystems within the FMS system are expected to utilize the functionality provided by the area service subsystem 610 rather than defining itself. These subsystems do not include anything that depends on platform or aircraft. In this manner, the client system can be prevented from being dependent on the aircraft and the platform. The area service subsystem 610 accepts input variables such as bearing, distance, and longitude / latitude, and performs the requested process on those variables. However, none of those processes generate values that will reside in this subsystem. The output of the area service subsystem 610 is a definition in software format, which is commonly available in the FMS product line area and is a value calculated from the utility. The calculated output does not reside in this subsystem, but is simply returned to the client using it.
운영시스템 서비스 서브시스템(operating system service subsystem: 620)은 핵심 FMS가 임의 특정 호스트 또는 플랫폼에 종속되지 않도록 호스트 연산환경으로부터 나머지 FMS서브시스템을 버퍼(buffer)할 수 있다.Operating system service subsystem 620 may buffer the remaining FMS subsystems from the host computing environment such that the core FMS is not dependent on any particular host or platform.
예를 들어, 운영서비스 서브시스템(620)으로의 입력은 FMS시스템을 위한 에이다 테스킹 모델(Ada tasking model)일 수 있다. 이 모델은 에이다 테스크에 종속될 수 있는 플랫폼의 하부장치모델로 번역된다. 운영서비스 서브시스템(620)의 출력은 호스트 연산 환경의 자체진단결과인 조건표시일 수 있다. 나중에, FMS는 데이터버스통신상태와 같은 다른 조건의 표시의 구성요소로서 그 조건표시를 이용한다.For example, the input to operational service subsystem 620 may be an Ada tasking model for the FMS system. This model translates into a platform model of the platform that can be subordinate to Ada Task. The output of the operational service subsystem 620 may be a condition indication that is the result of self-diagnosis of the host computing environment. Later, the FMS uses the condition indication as a component of the indication of other conditions such as data bus communication status.
상기 설명된 실시형태 및 실시예는 본 발명과 그 실제 어플리케이션예를 가장 바람지가하게 설명하고 당업자가 본 발명을 실시하고 이용할 수 있도록 제공되는 것이다. 하지만, 당업자는 상기 상세한 설명 및 실시예가 단지 예로서 제공된다는 것이라는 것을 이해할 것이다. 당업자에게는 본 발명의 다른 변경 및 개조형태가 자명할 것이며, 첨부된 청구범위는 이러한 변경 및 개조형태를 포함하고자 한다. 상기 설명된 상세한 설명이 본 발명의 범위를 제한하거나 한정하고자 하는 것은 아니다. 다수의 개조 및 변경된 형태가 아래의 청구범위의 사상과 범위를 벗어나지 않고, 상기한 설명의 관점에서 가능하다. 본 발명의 이용은 비행관리시스템의 계층화된 서브시스템 아키텍처의 원리를 따르는 범위에서 다른 특징을 갖는 구성요소를 포함하는 것을 고려되고 있다. 본 발명의 범위는 본 명세서에 첨부된 청구범위로 한정하고자 한다.The above-described embodiments and examples are provided so as to best describe the present invention and its practical application examples and to enable those skilled in the art to make and use the present invention. However, one skilled in the art will understand that the above detailed description and examples are provided by way of example only. Other modifications and variations of the present invention will be apparent to those skilled in the art, and the appended claims are intended to cover such modifications and variations. The detailed description set forth above is not intended to limit or limit the scope of the present invention. Many modifications and variations are possible in light of the above teachings without departing from the spirit and scope of the following claims. The use of the present invention is contemplated to include components having other features in a range that follows the principles of the layered subsystem architecture of the flight management system. It is intended that the scope of the invention be limited by the claims appended hereto.
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